JP2017029912A - Separation membrane element - Google Patents

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祐太郎 鈴木
洋帆 広沢
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洋帆 広沢
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a separation removal performance of a separation membrane element when being operated over a long duration.SOLUTION: The separation membrane element is provided that comprise: a water collection pipe; a separation membrane which has a surface of the supply side and a surface of the permeation side and is wound around the water collection pipe and a plurality of protrusions provided on the surface of the permeation side of the separation membrane. The protrusions are composed of a protrusion group and separated protrusions, the separated protrusions are arranged on the side outer than a longitudinal direction end part of the water collection pipe, of at least one side of the protrusion group, an interval of the protrusions on the protrusion group is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less and an interval in the longitudinal direction of the water collection pipe between the protrusion group and the separated protrusion is 10 mm or more and 50 mm or less.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、液体、気体等の流体に含まれる成分を分離するために使用される分離膜エレメントに関する。   The present invention relates to a separation membrane element used for separating components contained in a fluid such as liquid and gas.

海水およびかん水などに含まれるイオン性物質を除くための技術においては、近年、省エネルギーおよび省資源のためのプロセスとして、分離膜エレメントによる分離法の利用が拡大している。分離膜エレメントに使用される分離膜は、目的とする分離成分及び分離性能によって使い分けられている。   In the technology for removing ionic substances contained in seawater, brine, and the like, in recent years, the use of separation methods using separation membrane elements is expanding as a process for saving energy and resources. The separation membrane used for the separation membrane element is selectively used depending on the target separation component and separation performance.

分離膜エレメントとしては、用途や目的にあわせて、スパイラル型、中空糸型、プレート・アンド・フレーム型、回転平膜型、平膜集積型などの各種の形状が提案されている。   As the separation membrane element, various shapes such as a spiral type, a hollow fiber type, a plate-and-frame type, a rotating flat membrane type, and a flat membrane integrated type have been proposed according to applications and purposes.

スパイラル型分離膜エレメントでは、一般的に、供給側流体の流路を形成させるために、供給側流路材として、主に高分子製のネットが使用される。また、透過側流路材としては、分離膜の落ち込みを防ぎ、かつ透過側の流路を形成させる目的で、供給側流路材よりも間隔の細かいトリコットと呼ばれる編み物部材が使用される。   In the spiral type separation membrane element, in general, a polymer net is mainly used as a supply-side channel material in order to form a supply-side fluid channel. Further, as the permeation side channel material, a knitted member called a tricot having a smaller interval than the supply side channel material is used for the purpose of preventing the separation membrane from dropping and forming the permeation side channel.

また、特許文献1のように、トリコット以外にもシートに突起物を配置した流路材が公開されており、耐圧性の観点から突起物の幅を変更している。   Further, as in Patent Document 1, a channel material in which protrusions are arranged on a sheet other than a tricot is disclosed, and the width of the protrusions is changed from the viewpoint of pressure resistance.

特開2015−6661号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-6661

しかしながら、上述した分離膜エレメントの製造工程における巻囲時において、リーフ接着剤を必要以上に消費するため、リーフ接着剤の消費量が多いことがあった。   However, since the leaf adhesive is consumed more than necessary at the time of winding in the manufacturing process of the separation membrane element described above, the consumption of the leaf adhesive may be large.

上記課題を解決するために、本発明の分離膜エレメントは、
集水管と、供給側の面および透過側の面を有し、前記集水管の周囲に巻回された分離膜と、基材またはシートに固着された突起物と、を備える分離膜エレメントであって、
前記離間突起物は、前記突起物集団の少なくとも一方の、集水管の長手方向端部より外側に配置され、
前記突起物集団における突起物の間隔が0.1mm以上1.0mm以下であり、
前記突起物集団と前記離間突起物との集水管の長手方向における間隔が10mm以上50mm以下である分離膜エレメントである。
In order to solve the above problems, the separation membrane element of the present invention is:
A separation membrane element comprising a water collection pipe, a separation membrane wound around the water collection pipe, and a protrusion fixed to a base material or sheet. And
The spacing protrusion is disposed outside a longitudinal end portion of the water collecting pipe of at least one of the protrusion group,
The interval between the protrusions in the protrusion group is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less,
In the separation membrane element, the interval between the protrusion group and the separation protrusion in the longitudinal direction of the water collecting pipe is 10 mm or more and 50 mm or less.

本発明によって、分離膜エレメントにおけるリーフ接着剤塗布を効率的に実施できる。   According to the present invention, it is possible to efficiently apply the leaf adhesive on the separation membrane element.

分離膜リーフの一形態を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows one form of a separation membrane leaf. 分離膜の巻囲方向において連続的に設けられた突起物を備える分離膜を示す平面図である。It is a top view which shows the separation membrane provided with the protrusion continuously provided in the surrounding direction of the separation membrane. 分離膜の巻囲方向において不連続的に設けられた突起物を備える分離膜を示す平面図である。It is a top view which shows the separation membrane provided with the protrusion provided discontinuously in the surrounding direction of the separation membrane. 図2および図3の分離膜の断面図である。It is sectional drawing of the separation membrane of FIG. 2 and FIG. 分離膜本体の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of a separation membrane main body. 分離膜エレメントの一形態を示す展開斜視図である。It is a development perspective view showing one form of a separation membrane element. 分離膜の巻囲方向において連続的に設けられた突起物集団と離間突起物を備えるシートまたは分離膜の、一形態を示す平面図である。It is a top view which shows one form of the sheet | seat or separation membrane provided with the protrusion group continuously provided in the surrounding direction of the separation membrane, and the separation protrusion. 分離膜の巻囲方向において不連続的に設けられた突起物集団と離間突起物を備えるシートまたは分離膜の、一部展開平面図である。It is a partial expansion | deployment top view of the sheet | seat or separation membrane provided with the protrusion group provided in the surrounding direction of the separation membrane, and the separation protrusion. 透過流路材を膜リーフに配置する方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the method of arrange | positioning a permeation flow path material to a membrane leaf.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

〔1.分離膜〕
(1−1)分離膜の概要
分離膜とは、分離膜表面に供給される流体中の成分を分離し、分離膜を透過した透過流体を得ることができる膜である。以下の実施施形態において、分離膜の透過側の面には、突起物が固着している。突起物は固着により分離膜と一体化しているので、突起物も含めて分離膜とみなすこともできる。よって、以下では、突起物と膜部分とを区別するために、膜部分を「分離膜本体」と称することがある。すなわち、分離膜は、分離膜本体と、分離膜本体上に配置された突起物とを備えるとも表現できる。
[1. Separation membrane)
(1-1) Overview of Separation Membrane A separation membrane is a membrane that can separate components in a fluid supplied to the surface of the separation membrane and obtain a permeated fluid that has permeated the separation membrane. In the following embodiments, protrusions are fixed to the permeation side surface of the separation membrane. Since the protrusion is integrated with the separation membrane by fixing, the protrusion can be regarded as a separation membrane including the protrusion. Therefore, below, in order to distinguish a protrusion and a membrane part, a membrane part may be called a "separation membrane main body." That is, the separation membrane can also be expressed as including a separation membrane main body and a protrusion disposed on the separation membrane main body.

このような分離膜の例として、本実施形態の分離膜1は、図1に示すように、分離膜本体2と透過側の突起物3とを備える。分離膜本体2は、供給側の面21と透過側の面22とを備える。   As an example of such a separation membrane, the separation membrane 1 of the present embodiment includes a separation membrane body 2 and a permeation protrusion 3 as shown in FIG. The separation membrane body 2 includes a supply-side surface 21 and a permeation-side surface 22.

本書において、分離膜本体の「供給側の面」とは、分離膜本体の2つの面のうち、原水が供給される側の表面を意味する。「透過側の面」とは、その逆側の面を意味する。後述するように分離膜本体が、図7に示すように、基材201及び分離機能層203を備える場合は、一般的に、分離機能層側の面が供給側の面であり、基材側の面が透過側の面である。   In this document, the “supply side surface” of the separation membrane main body means a surface on the side to which raw water is supplied out of the two surfaces of the separation membrane main body. The “transmission side surface” means the opposite side surface. As will be described later, when the separation membrane main body includes the base material 201 and the separation functional layer 203 as shown in FIG. 7, generally, the surface on the separation functional layer side is the surface on the supply side, Is the surface on the transmission side.

突起物3は、透過側の面22上に、流路を形成するように設けられている。分離膜1の各部の詳細については後述する。   The protrusion 3 is provided on the transmission side surface 22 so as to form a flow path. Details of each part of the separation membrane 1 will be described later.

図中にx軸、y軸、z軸の方向軸を示す。図1等に示すように、分離膜本体2は長方形であり、x軸方向およびy軸方向は、分離膜本体2の外縁に平行である。x方向は分離膜の幅方向に相当し、y軸方向が巻囲方向に相当する。特に、図面に示す例では、製膜方向(MD: Machine direction)が巻囲方向に一致する。それに垂直な方向を図中ではCD(Cross direction)として表示する。   The x-axis, y-axis, and z-axis direction axes are shown in the figure. As shown in FIG. 1 and the like, the separation membrane body 2 is rectangular, and the x-axis direction and the y-axis direction are parallel to the outer edge of the separation membrane body 2. The x direction corresponds to the width direction of the separation membrane, and the y axis direction corresponds to the surrounding direction. In particular, in the example shown in the drawings, the film forming direction (MD) matches the winding direction. A direction perpendicular thereto is displayed as CD (Cross direction) in the drawing.

(1−2)分離膜本体
<概要>
分離膜本体としては、使用方法、目的等に応じた分離性能を有する膜が用いられる。分離膜本体は、単一層によって形成されていてもよいし、分離機能層と基材とを備える複合膜であってもよい。また、図5に示すように、複合膜においては、分離機能層203と基材201との間に、多孔性支持層202が形成されていてもよい。
(1-2) Separation membrane body <Overview>
As the separation membrane body, a membrane having separation performance according to the method of use, purpose and the like is used. The separation membrane body may be formed of a single layer or a composite membrane including a separation functional layer and a substrate. As shown in FIG. 5, in the composite membrane, a porous support layer 202 may be formed between the separation functional layer 203 and the base material 201.

<分離機能層>
分離機能層の厚みは具体的な数値に限定されないが、分離性能と透過性能の点で5nm以上3000nm以下であることが好ましい。特に逆浸透膜、正浸透膜、ナノろ過膜では5nm以上300nm以下であることが好ましい。
<Separation function layer>
The thickness of the separation functional layer is not limited to a specific numerical value, but is preferably 5 nm or more and 3000 nm or less in terms of separation performance and transmission performance. In particular, in the case of a reverse osmosis membrane, a forward osmosis membrane, and a nanofiltration membrane, the thickness is preferably 5 nm or more and 300 nm or less.

分離機能層の厚みは、これまでの分離膜の膜厚測定法に準ずることができる。例えば、分離膜を樹脂により包埋し、それを切断することで超薄切片を作製し、得られた切片に染色などの処理を行う。その後、透過型電子顕微鏡により観察することで、厚みの測定が可能である。また、分離機能層がひだ構造を有する場合、多孔性支持層より上に位置するひだ構造の断面巻囲方向に50nm間隔で測定し、ひだの数を20個測定し、その平均から求めることができる。   The thickness of the separation functional layer can be based on the conventional method for measuring the thickness of the separation membrane. For example, the separation membrane is embedded with resin, and an ultrathin section is prepared by cutting the separation membrane, and the obtained section is subjected to processing such as staining. Thereafter, the thickness can be measured by observing with a transmission electron microscope. Further, when the separation functional layer has a pleat structure, it can be measured at intervals of 50 nm in the cross-sectional surrounding direction of the pleat structure located above the porous support layer, and the number of pleats can be measured to obtain 20 from the average. it can.

分離機能層は、分離機能および支持機能の両方を有する層であってもよいし、分離機能のみを備えていてもよい。なお、「分離機能層」とは、少なくとも分離機能を備える層を指す。   The separation function layer may be a layer having both a separation function and a support function, or may have only a separation function. The “separation function layer” refers to a layer having at least a separation function.

分離機能層が分離機能および支持機能の両方を有する場合、分離機能層としては、セルロース、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテルスルホン、またはポリスルホンを主成分として含有する層が好ましく適用される。   When the separation functional layer has both a separation function and a support function, a layer containing cellulose, polyvinylidene fluoride, polyether sulfone, or polysulfone as a main component is preferably applied as the separation functional layer.

なお、本書において、「XがYを主成分として含有する」とは、XにおけるYの含有率が、50質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、又は95質量%以上であることを意味する。また、Yに該当する複数の成分が存在する場合は、それら複数の成分の合計量が、上述の範囲を満たせばよい。   In this document, “X contains Y as a main component” means that the Y content in X is 50% by mass, 70% by mass, 80% by mass, 90% by mass, or 95% by mass. It means that it is more than%. In addition, when there are a plurality of components corresponding to Y, the total amount of these components only needs to satisfy the above range.

一方、多孔性支持層分離機能層としては、孔径制御が容易であり、かつ耐久性に優れるという点で架橋高分子が好ましく使用される。特に、原水中の成分の分離性能に優れるという点で、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを重縮合させてなるポリアミド分離機能層、有機無機ハイブリッド機能層などが好適に用いられる。これらの分離機能層は、多孔性支持層上でモノマーを重縮合することによって形成可能である。   On the other hand, as the porous support layer separating functional layer, a crosslinked polymer is preferably used in terms of easy control of the pore diameter and excellent durability. In particular, a polyamide separation functional layer obtained by polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide, an organic-inorganic hybrid functional layer, and the like are preferably used in terms of excellent separation performance of components in raw water. These separation functional layers can be formed by polycondensation of monomers on the porous support layer.

例えば、分離機能層は、ポリアミドを主成分として含有することができる。このような膜は、公知の方法により、多官能アミンと多官能酸ハロゲン化物とを界面重縮合することで形成される。例えば、多孔性支持層に多官能アミン水溶液を塗布し、余分なアミン水溶液をエアーナイフなどで除去し、その後、多官能酸ハロゲン化物を含有する有機溶媒溶液を塗布することで、ポリアミド分離機能層が得られる。   For example, the separation functional layer can contain polyamide as a main component. Such a film is formed by interfacial polycondensation of a polyfunctional amine and a polyfunctional acid halide by a known method. For example, by applying a polyfunctional amine aqueous solution to the porous support layer, removing the excess amine aqueous solution with an air knife or the like, and then applying an organic solvent solution containing a polyfunctional acid halide, the polyamide separation functional layer Is obtained.

また、分離機能層の構成成分はポリアミドに限定されるものではなく、Si元素などを有する有機−無機ハイブリッドであってもよい。   Further, the constituent component of the separation functional layer is not limited to polyamide, and may be an organic-inorganic hybrid having Si element or the like.

なお、いずれの分離機能層についても、使用前に、例えばアルコール含有水溶液、アルカリ水溶液によって膜の表面を親水化させてもよい。   For any separation functional layer, the surface of the membrane may be hydrophilized with an alcohol-containing aqueous solution or an alkaline aqueous solution, for example, before use.

<多孔性支持層>
多孔性支持層は、分離機能層を支持する層であり、多孔性樹脂層とも言い換えられる。
<Porous support layer>
The porous support layer is a layer that supports the separation functional layer, and is also referred to as a porous resin layer.

多孔性支持層に使用される材料やその形状は特に限定されないが、例えば、多孔性樹脂によって基板上に形成されてもよい。多孔性支持層としては、ポリスルホン、酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、エポキシ樹脂あるいはそれらを混合、積層したものが使用され、化学的、機械的、熱的に安定性が高く、孔径が制御しやすいポリスルホンを使用することが好ましい。   Although the material used for a porous support layer and its shape are not specifically limited, For example, you may form on a board | substrate with porous resin. As the porous support layer, polysulfone, cellulose acetate, polyvinyl chloride, epoxy resin or a mixture and laminate of them is used, and polysulfone with high chemical, mechanical and thermal stability and easy to control pore size. Is preferably used.

多孔性支持層は、分離膜に機械的強度を与え、かつイオン等の分子サイズの小さな成分に対して分離膜のような分離性能を有さない。多孔性支持層の有する孔のサイズおよび孔の分布は特に限定されないが、例えば、多孔性支持層は、均一で微細な孔を有してもよいし、あるいは分離機能層が形成される側の表面からもう一方の面にかけて径が徐々に大きくなるような孔径の分布を有してもよい。また、いずれの場合でも、分離機能層が形成される側の表面で原子間力顕微鏡または電子顕微鏡などを用いて測定された細孔の投影面積円相当径は、1nm以上100nm以下であることが好ましい。特に界面重合反応性および分離機能層の保持性の点で、多孔性支持層において分離機能層が形成される側の表面における孔は、3nm以上50nm以下の投影面積円相当径を有することが好ましい。   The porous support layer gives mechanical strength to the separation membrane, and does not have separation performance like a separation membrane for components having a small molecular size such as ions. The pore size and pore distribution of the porous support layer are not particularly limited. For example, the porous support layer may have uniform and fine pores, or the side on which the separation functional layer is formed. It may have a pore size distribution such that the diameter gradually increases from the surface to the other surface. In any case, the projected area equivalent circle diameter of the pores measured using an atomic force microscope or an electron microscope on the surface on the side where the separation functional layer is formed is 1 nm or more and 100 nm or less. preferable. Particularly in terms of interfacial polymerization reactivity and retention of the separation functional layer, the pores on the surface on the side where the separation functional layer is formed in the porous support layer preferably have a projected area equivalent circle diameter of 3 nm to 50 nm. .

多孔性支持層の厚みは特に限定されないが、分離膜に強度を与えるため等の理由から、20μm以上500μm以下の範囲にあることが好ましく、より好ましくは30μm以上300μm以下である。   The thickness of the porous support layer is not particularly limited, but is preferably in the range of 20 μm to 500 μm, more preferably 30 μm to 300 μm, for reasons such as giving strength to the separation membrane.

多孔性支持層の形態は、走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡、原子間力顕微鏡により観察できる。例えば走査型電子顕微鏡で観察するのであれば、基材から多孔性支持層を剥がした後、これを凍結割断法で切断して断面観察のサンプルとする。このサンプルに白金または白金−パラジウムまたは四塩化ルテニウム、好ましくは四塩化ルテニウムを薄くコーティングして3kV〜6kVの加速電圧で、高分解能電界放射型走査電子顕微鏡(UHR−FE−SEM)で観察する。高分解能電界放射型走査電子顕微鏡は、日立製S−900型電子顕微鏡などが使用できる。得られた電子顕微鏡写真に基づいて、多孔性支持層の膜厚、表面の投影面積円相当径を測定することができる。   The form of the porous support layer can be observed with a scanning electron microscope, a transmission electron microscope, or an atomic force microscope. For example, when observing with a scanning electron microscope, after peeling off the porous support layer from the substrate, it is cut by the freeze cleaving method to obtain a sample for cross-sectional observation. The sample is thinly coated with platinum, platinum-palladium, or ruthenium tetrachloride, preferably ruthenium tetrachloride, and observed with a high-resolution field emission scanning electron microscope (UHR-FE-SEM) at an acceleration voltage of 3 kV to 6 kV. A Hitachi S-900 electron microscope or the like can be used as the high-resolution field emission scanning electron microscope. Based on the obtained electron micrograph, the film thickness of the porous support layer and the projected area equivalent circle diameter of the surface can be measured.

多孔性支持層の厚み、孔径は、平均値であり、多孔性支持層の厚みは、断面観察で厚み方向に直交する方向に20μm間隔で測定し、20点測定の平均値である。また、孔径は、200個の孔について測定された、各投影面積円相当径の平均値である。   The thickness and pore diameter of the porous support layer are average values, and the thickness of the porous support layer is measured at intervals of 20 μm in a direction perpendicular to the thickness direction by cross-sectional observation, and is an average value of 20 points. Moreover, a hole diameter is an average value of each projected area circle equivalent diameter measured about 200 holes.

次に、多孔性支持層の形成方法について説明する。多孔性支持層は、例えば、ポリスルホンのN,N−ジメチルホルムアミド(以降、DMFと記載)溶液を、後述する基材、例えば密に織ったポリエステル布あるいは不織布の上に一定の厚さに注型し、それを水中で湿式凝固させることによって、製造することができる。   Next, a method for forming the porous support layer will be described. The porous support layer is formed by casting a solution of polysulfone in N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF), for example, on a substrate to be described later, for example, a densely woven polyester cloth or non-woven cloth, to a certain thickness. And can be produced by wet coagulation in water.

多孔性支持層は、”オフィス・オブ・セイリーン・ウォーター・リサーチ・アンド・ディベロップメント・プログレス・レポート”No.359(1968)に記載された方法に従って形成される。なお、所望の形態を得るために、ポリマー濃度、溶媒の温度、貧溶媒は調整可能である。   The porous support layer is “Office of Saleen Water Research and Development Progress Report” no. 359 (1968). In addition, in order to obtain a desired form, the polymer concentration, the temperature of the solvent, and the poor solvent can be adjusted.

例えば、所定量のポリスルホンをDMFに溶解し、所定濃度のポリスルホン樹脂溶液を調製する。次いで、このポリスルホン樹脂溶液をポリエステル布あるいは不織布からなる基材上に略一定の厚さに塗布した後、一定時間空気中で表面の溶媒を除去した後、凝固液中でポリスルホンを凝固させることによって得ることができる。   For example, a predetermined amount of polysulfone is dissolved in DMF to prepare a polysulfone resin solution having a predetermined concentration. Next, this polysulfone resin solution is applied to a substrate made of polyester cloth or nonwoven fabric to a substantially constant thickness, and after removing the surface solvent in the air for a certain period of time, the polysulfone is coagulated in the coagulation liquid. Can be obtained.

<基材>
分離膜本体の強度、寸法安定性等の観点から、分離膜本体は基材を有してもよい。基材としては、強度、凹凸形成能および流体透過性の点で繊維状基材を用いることが好ましい。
<Base material>
From the viewpoint of the strength and dimensional stability of the separation membrane body, the separation membrane body may have a substrate. As the base material, it is preferable to use a fibrous base material in terms of strength, unevenness forming ability and fluid permeability.

基材としては、長繊維不織布及び短繊維不織布のいずれも好ましく用いることができる。特に、長繊維不織布は、優れた製膜性を有するので、高分子重合体の溶液を流延した際に、その溶液が過浸透により裏抜けすること、多孔性支持層が剥離すること、さらには基材の毛羽立ち等により膜が不均一化すること、及びピンホール等の欠点が生じることを抑制できる。また、基材が熱可塑性連続フィラメントより構成される長繊維不織布からなることにより、短繊維不織布と比べて、高分子溶液流延時に繊維の毛羽立ちによって起きる不均一化および膜欠点の発生を抑制することができる。さらに、分離膜は、連続製膜されるときに、製膜方向に対し張力がかけられるので、寸法安定性に優れる長繊維不織布を基材として用いることが好ましい。   As a base material, both a long fiber nonwoven fabric and a short fiber nonwoven fabric can be used preferably. In particular, since the long fiber nonwoven fabric has excellent film-forming properties, when the polymer solution is cast, the solution penetrates through the permeation, the porous support layer peels off, and Can suppress the film from becoming non-uniform due to fluffing of the substrate and the like, and the occurrence of defects such as pinholes. In addition, since the base material is made of a long-fiber non-woven fabric composed of thermoplastic continuous filaments, compared to short-fiber non-woven fabrics, it suppresses the occurrence of non-uniformity and film defects caused by fiber fluffing during casting of a polymer solution. be able to. Furthermore, since the separation membrane is tensioned in the film-forming direction when continuously formed, it is preferable to use a long-fiber nonwoven fabric excellent in dimensional stability as a base material.

長繊維不織布は、成形性、強度の点で、多孔性支持層とは反対側の表層における繊維が、多孔性支持層側の表層の繊維よりも縦配向であることが好ましい。そのような構造によれば、強度を保つことで膜破れ等を防ぐ高い効果が実現されるだけでなく、分離膜に凹凸を付与する際の、多孔性支持層と基材とを含む積層体としての成形性も向上し、分離膜表面の凹凸形状が安定するので好ましい。   In the long-fiber nonwoven fabric, in terms of moldability and strength, it is preferable that the fibers in the surface layer on the side opposite to the porous support layer have a longitudinal orientation than the fibers in the surface layer on the porous support layer side. According to such a structure, not only a high effect of preventing membrane breakage by maintaining strength is realized, but also a laminate comprising a porous support layer and a substrate when imparting irregularities to the separation membrane The moldability is improved, and the uneven shape on the surface of the separation membrane is stabilized, which is preferable.

より具体的には、長繊維不織布の、多孔性支持層とは反対側の表層における繊維配向度は、0°以上25°以下であることが好ましく、また、多孔性支持層側表層における繊維配向度との配向度差が10°以上90°以下であることが好ましい。   More specifically, the fiber orientation degree in the surface layer on the side opposite to the porous support layer of the long-fiber nonwoven fabric is preferably 0 ° or more and 25 ° or less, and the fiber orientation in the surface layer on the porous support layer side. The degree of orientation difference with respect to the degree is preferably 10 ° or more and 90 ° or less.

分離膜の製造工程やエレメントの製造工程においては加熱する工程が含まれるが、加熱により多孔性支持層または分離機能層が収縮する現象が起きる。特に連続製膜において張力が付与されていない幅方向において、収縮は顕著である。収縮することにより、寸法安定性等に問題が生じるため、基材としては熱寸法変化率が小さいものが望まれる。不織布において多孔性支持層とは反対側の表層における繊維配向度と多孔性支持層側表層における繊維配向度との差が10°以上90°以下であると、熱による幅方向の変化を抑制することもでき、好ましい。   The separation membrane manufacturing process and the element manufacturing process include a heating process, but a phenomenon occurs in which the porous support layer or the separation functional layer contracts due to the heating. In particular, the shrinkage is remarkable in the width direction where no tension is applied in continuous film formation. Since shrinkage causes problems in dimensional stability and the like, a substrate having a small rate of thermal dimensional change is desired. In the nonwoven fabric, when the difference between the fiber orientation degree on the surface layer opposite to the porous support layer and the fiber orientation degree on the porous support layer side surface layer is 10 ° or more and 90 ° or less, the change in the width direction due to heat is suppressed. Can also be preferred.

ここで、繊維配向度とは、多孔性支持層を構成する不織布基材の繊維の向きを示す指標である。具体的には、繊維配向度とは、連続製膜を行う際の製膜方向(MD)、つまり不織布基材の長手方向と、不織布基材を構成する繊維の長手方向との間の角度の平均値である。つまり、繊維の長手方向が製膜方向と平行であれば、繊維配向度は0°である。また、繊維の長手方向が製膜方向に直角であれば、すなわち不織布基材の幅方向に平行であれば、その繊維の配向度は90°である。よって、繊維配向度が0°に近いほど縦配向であり、90°に近いほど横配向であることを示す。   Here, the fiber orientation degree is an index indicating the direction of the fibers of the nonwoven fabric substrate constituting the porous support layer. Specifically, the fiber orientation degree is the film forming direction (MD) when performing continuous film formation, that is, the angle between the longitudinal direction of the nonwoven fabric substrate and the longitudinal direction of the fibers constituting the nonwoven fabric substrate. Average value. That is, if the longitudinal direction of the fiber is parallel to the film forming direction, the fiber orientation degree is 0 °. If the longitudinal direction of the fiber is perpendicular to the film forming direction, that is, if it is parallel to the width direction of the nonwoven fabric substrate, the degree of orientation of the fiber is 90 °. Accordingly, the closer to 0 ° the fiber orientation, the longer the orientation, and the closer to 90 °, the lateral orientation.

繊維配向度は以下のように測定される。まず、不織布からランダムに小片サンプル10個を採取する。次に、そのサンプルの表面を走査型電子顕微鏡で100〜1000倍で撮影する。撮影像の中で、各サンプルあたり10本の繊維を選び、不織布の長手方向を0°としたときの、繊維の長手方向の角度を測定する。ここで、不織布の長手方向とは、不織布製造時の“Machine direction”を指す。また、不織布の長手方向は、多孔性支持層の製膜方向に一致する。これらの方向は、図中の巻囲方向に一致する。図中のCD方向は、不織布製造時の“Cross direction”に一致する。こうして、1枚の不織布あたり計100本の繊維について、角度の測定が行われる。こうして測定された100本の繊維について長手方向の角度から平均値を算出する。得られた平均値の小数点以下第一位を四捨五入して得られる値が、繊維配向度である。   The degree of fiber orientation is measured as follows. First, 10 small piece samples are randomly collected from the nonwoven fabric. Next, the surface of the sample is photographed at 100 to 1000 times with a scanning electron microscope. In the photographed image, 10 fibers are selected for each sample, and the angle of the fibers in the longitudinal direction when the longitudinal direction of the nonwoven fabric is 0 ° is measured. Here, the longitudinal direction of the nonwoven fabric refers to “Machine direction” at the time of manufacturing the nonwoven fabric. The longitudinal direction of the nonwoven fabric coincides with the film forming direction of the porous support layer. These directions coincide with the surrounding direction in the figure. The CD direction in the figure corresponds to “Cross direction” at the time of manufacturing the nonwoven fabric. In this way, the angle is measured for a total of 100 fibers per nonwoven fabric. The average value is calculated from the angles in the longitudinal direction for the 100 fibers thus measured. The value obtained by rounding off the first decimal place of the obtained average value is the fiber orientation degree.

基材の厚みは、30μm以上300μm以下の範囲内、または50μm以上250μm以下の範囲内にあることが好ましい。   The thickness of the substrate is preferably in the range of 30 μm to 300 μm, or in the range of 50 μm to 250 μm.

(1−3)透過側流路材
<概要>
本発明の透過側流路材は、シートと突起から構成され、シートの表面には開孔部を有する。シートの表面に開孔部が存在することで、突起のシートへの固着が強固になり、分離膜エレメントの製造時に透過側流路材をカットする工程においても、突起の剥離が生じにくく、製造プロセスを安定化させることができる。
(1-3) Permeation side channel material <Overview>
The permeate-side flow channel material of the present invention is composed of a sheet and a protrusion, and has an aperture on the surface of the sheet. The presence of the opening on the surface of the sheet makes the protrusion firmly fixed to the sheet, and the protrusion is less likely to be peeled off even in the process of cutting the permeate-side channel material during the manufacture of the separation membrane element. The process can be stabilized.

シートは後述するように、表面に密溶着部と、粗溶着部および非溶着部不織布を溶着している。すなわち、シートが溶着された後に、シート表面に突起が形成される。   As will be described later, the sheet has a dense weld portion, a coarse weld portion, and a non-weld portion non-woven fabric welded to the surface. That is, after the sheet is welded, protrusions are formed on the sheet surface.

また、透過側流路材は、図9に示すように、膜リーフ4の透過側の面22に配置される。この時、突起が透過側の面22に接するか、またはシートが透過側の面22に接するかは、膜リーフ4の巻囲時または膜リーフ4の積層時に、異なる透過側の面22に突起とシートが接触して、結局は同一の状態となるため特に限定されない。透過側流路材の構成の詳細は以下のとおりである。   Moreover, the permeation | transmission side channel material is arrange | positioned at the permeation | transmission side surface 22 of the membrane leaf 4, as shown in FIG. At this time, whether the projections are in contact with the transmission side surface 22 or the sheet is in contact with the transmission side surface 22 depends on whether the membrane leaf 4 is wrapped or laminated. Since the sheet comes into contact with each other and eventually becomes the same state, there is no particular limitation. The details of the configuration of the permeate-side channel material are as follows.

<透過側流路材>
透過側流路材を構成するシート13は、分離膜エレメントにおいて、図9のように第2方向(分離膜の長さ方向)が巻囲方向と一致するように配置されることが好ましい。つまり、図8の分離膜エレメントにおいて、シート13は、第1方向(分離膜の幅方向)が集水管6の長手方向に平行であり、第2方向が集水管6の長手方向に直交するように配置されることが好ましい。
<Permeate channel material>
In the separation membrane element, the sheet 13 constituting the permeate-side flow path member is preferably arranged such that the second direction (length direction of the separation membrane) coincides with the surrounding direction as shown in FIG. That is, in the separation membrane element of FIG. 8, the sheet 13 has a first direction (width direction of the separation membrane) parallel to the longitudinal direction of the water collecting pipe 6 and a second direction orthogonal to the longitudinal direction of the water collecting pipe 6. It is preferable to arrange | position.

また、透過側流路材を構成するシートは、分離膜の透過側の面同士を接着する領域に存在する。つまり、2枚の分離膜は、透過側流路材を構成するシートを間に挟んで接着されており、その接着部分の少なくとも一部において、分離膜間に当該シートが存在することが好ましい。図9では、透過側流路材を構成するシート13の大きさと分離膜の大きさとは同一であるが、実際には、シートの方が大きくても良いし、分離膜の方が大きくてもよい。分離膜の方が大きい場合は、シートが壁となるため接着剤の広がりを抑制することができる。   Moreover, the sheet | seat which comprises a permeation | transmission side channel material exists in the area | region which adhere | attaches the permeation | transmission side surfaces of a separation membrane. That is, it is preferable that the two separation membranes are bonded to each other with the sheet constituting the permeation side flow path member interposed therebetween, and the sheet exists between the separation membranes in at least a part of the bonded portion. In FIG. 9, the size of the sheet 13 constituting the permeate-side flow path material is the same as the size of the separation membrane, but actually, the sheet may be larger or the separation membrane may be larger. Good. When the separation membrane is larger, the sheet becomes a wall, so that the spread of the adhesive can be suppressed.

(シート)
シートとしては、突起の含浸制御や取り扱い性の観点から不織布が好ましい。
(Sheet)
The sheet is preferably a non-woven fabric from the viewpoint of impregnation control of the protrusions and handleability.

(透過側流路材を構成するシートの厚みH1)
透過側流路材を構成するシートの厚みは0.2mm以下であることが好ましい。なぜなら、2枚の分離膜の透過側の面の間を封止するために、シートには接着剤が含浸することが好ましいからである。また、シートを薄くするほど後述する突起が高くなり、透過側流路材としての流動抵抗が低下し、エレメント性能が向上する傾向にある。
(Thickness H1 of the sheet constituting the permeate side channel material)
It is preferable that the thickness of the sheet | seat which comprises a permeation | transmission side channel material is 0.2 mm or less. This is because the sheet is preferably impregnated with an adhesive in order to seal between the permeation side surfaces of the two separation membranes. Further, as the sheet is made thinner, the protrusions described later become higher, the flow resistance as the permeate-side channel material decreases, and the element performance tends to improve.

(透過側流路材を構成するシートの空隙率)
透過側流路材を構成するシート13の空隙率は20%以上90%以下が好ましく、45%以上80%以下が特に好ましい。ここで、空隙率とは、基材の単位体積当たりの空隙の割合をいい、所定の見かけ体積を有する基材に純水を含ませたときの重量から、基材の乾燥時の重量を差し引いた値を、基材の見かけ体積で除した値を百分率(%)で表すことで得ることができる。
(Porosity of the sheet constituting the permeate side channel material)
The porosity of the sheet 13 constituting the permeate side channel material is preferably 20% or more and 90% or less, and particularly preferably 45% or more and 80% or less. Here, the porosity means the ratio of the voids per unit volume of the substrate, and the weight when the substrate is dried is subtracted from the weight when pure water is included in the substrate having a predetermined apparent volume. The value obtained by dividing the obtained value by the apparent volume of the substrate is expressed as a percentage (%).

シート13の空隙率が20%以上90%以下であることで、突起3を含浸させて固定することができ、さらにシート13中において水が透過できる空間を確保しやすくなる。   When the porosity of the sheet 13 is 20% or more and 90% or less, the protrusions 3 can be impregnated and fixed, and a space through which water can pass can be easily secured in the sheet 13.

<突起の構成成分>
突起を構成する成分としては、具体的な物質には限定されないが、樹脂が好ましく用いられる。具体的には、耐薬品性の点で、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンやポリオレフィン共重合体などが好ましい。また、透過側流路材の材料として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアセタール、ポリメチルメタクリレート、メタクリル−スチレン共重合体、酢酸セルロール、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブタジエンテレフタレートやフッ素樹脂(三フッ化塩化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合、四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合、四フッ化エチレン−エチレン共重合など)などのポリマーも選択できる。なお、これらの材料は、単独もしくは2種類以上からなる混合物として用いられる。特に、熱可塑性樹脂は成形が容易であるため、均一な形状の透過側流路材を形成することができ、シートと突起が同素材であっても、異素材であってもよい。
<Constituent components of protrusion>
The component constituting the protrusion is not limited to a specific substance, but a resin is preferably used. Specifically, in view of chemical resistance, ethylene vinyl acetate copolymer resin, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, and polyolefin copolymer are preferable. In addition, the material of the permeate side channel material is urethane resin, epoxy resin, polyethersulfone, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer Polymer, styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer, polyacetal, polymethyl methacrylate, methacryl-styrene copolymer, cellulose acetate, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutadiene terephthalate and fluororesin (ethylene trifluoride chloride, polyvinylidene fluoride, tetrafluoride) Ethylene, ethylene tetrafluoride-hexafluoropropylene copolymer, ethylene tetrafluoride-perfluoroalkoxyethylene copolymer, ethylene tetrafluoride-ethylene copolymer Etc.) can also be selected polymers such as. These materials are used alone or as a mixture of two or more. In particular, since the thermoplastic resin is easy to mold, it is possible to form a permeate-side channel material having a uniform shape, and the sheet and the protrusion may be the same material or different materials.

<<ポリプロピレンから構成される突起>>
また、突起が以下の構成を取ることで、耐圧性および柔軟性のバランスを両立でき、運転安定性を向上することができる。すなわち突起は高結晶性ポリプロピレンを含んでもよく、かつ下記要件(a)および(b)を満たしてもよい。
(a)高結晶性ポリプロピレンの含有量が、突起を構成する組成物中、20〜95重量%である。
(b)前記突起の融解吸熱量(ΔH)が20〜70J/gである。
<< Protrusions made of polypropylene >>
In addition, since the protrusion has the following configuration, the balance between pressure resistance and flexibility can be achieved, and driving stability can be improved. That is, the protrusion may include highly crystalline polypropylene and may satisfy the following requirements (a) and (b).
(A) Content of highly crystalline polypropylene is 20 to 95 weight% in the composition which comprises protrusion.
(B) The melting endotherm (ΔH) of the protrusion is 20 to 70 J / g.

この場合、高結晶性ポリプロピレンの含有量を、突起を構成する組成物中、95重量%以下とすることで、突起が形成された分離膜のカールを抑制できる。それによって、分離膜の取扱性が向上し、例えば分離膜エレメントの製造工程の一つである、封筒状膜を積層する工程での通過性が格段に良くなる。高結晶性ポリプロピレンの含有量は85重量%以下であることがより好ましく、75重量%以下であることが更に好ましい。   In this case, curling of the separation membrane on which the protrusion is formed can be suppressed by setting the content of the highly crystalline polypropylene to 95% by weight or less in the composition constituting the protrusion. Thereby, the handling property of the separation membrane is improved, and the permeability in the step of laminating the envelope membrane, which is one of the manufacturing steps of the separation membrane element, is remarkably improved. The content of the highly crystalline polypropylene is more preferably 85% by weight or less, and further preferably 75% by weight or less.

一方、高結晶性ポリプロピレンの含有量を、突起を構成する組成物中、20重量%以上とすることで、分離膜のカールが改善されるだけでなく、例えば本発明の分離膜エレメントを、2MPaを超えるような加圧条件で運転しても、突起の圧縮変形を抑制でき、その結果、分離膜エレメント性能(特に造水性能)の低下を抑制でき、安定した性能を発現できる。圧縮変形量を抑制する点から、高結晶性ポリプロピレンの含有量は、45重量%以上であることがより好ましく、50重量%であることが更に好ましい。   On the other hand, when the content of the highly crystalline polypropylene is 20% by weight or more in the composition constituting the protrusions, not only the curling of the separation membrane is improved, but the separation membrane element of the present invention, for example, 2 MPa Even if the operation is performed under a pressurizing condition exceeding 1, it is possible to suppress the compressive deformation of the protrusions, and as a result, it is possible to suppress a decrease in the separation membrane element performance (particularly, the fresh water generation performance) and to exhibit stable performance. From the viewpoint of suppressing the amount of compressive deformation, the content of the highly crystalline polypropylene is more preferably 45% by weight or more, and further preferably 50% by weight.

高結晶性ポリプロピレンとは、例えばプロピレン単独重合体;プロピレンランダム共重合体;プロピレンブロック共重合体等が挙げられ、これらを単独で、または2種以上混合して用いてもよい。また高結晶性ポリプロピレンの融点は140℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。なお融点は、示差走査熱量計(DSC)にて測定される値である。たとえば、試料を、セイコーインスツルメンツ社製 熱機械分析装置TMA/SS−6000等の熱分析装置を用いて、プローブ:針入プローブ、測定荷重:10g、昇温速度:5℃/分の条件で評価に供することで融点を測定することができる。   Examples of the highly crystalline polypropylene include a propylene homopolymer; a propylene random copolymer; a propylene block copolymer, and the like. These may be used alone or in admixture of two or more. The melting point of the highly crystalline polypropylene is preferably 140 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. The melting point is a value measured with a differential scanning calorimeter (DSC). For example, a sample is evaluated using a thermal analyzer such as a thermomechanical analyzer TMA / SS-6000 manufactured by Seiko Instruments Inc. under the conditions of probe: penetration probe, measurement load: 10 g, temperature increase rate: 5 ° C./min. The melting point can be measured.

更には高結晶性ポリプロピレンのメルトフローレイト(MFR)は10〜2000g/10分であることが好ましい。MFRをこのような範囲とすることで、透過側流路材の溶融成形が容易となる。また溶融成形温度を低く設定することが可能となり、その結果、溶融成形時の分離膜本体の熱による損傷や分離膜性能の低下を抑制でき、さらには分離膜本体の透過側の面への固着性が良好となる。高結晶性ポリプロピレンのMFRは30〜1800g/10分であることがより好ましく、50〜1500g/分であることが更に好ましい。なおMFRはJIS−K7200(1999)に則って230℃、荷重2.16kgの条件下で測定した値である。   Furthermore, the melt flow rate (MFR) of the highly crystalline polypropylene is preferably 10 to 2000 g / 10 min. By setting the MFR in such a range, it is easy to melt-mold the permeate-side channel material. It is also possible to set the melt molding temperature low. As a result, it is possible to suppress damage to the separation membrane body due to heat and degradation of the separation membrane performance during melt molding, and to adhere to the permeate side surface of the separation membrane body. Property is improved. The MFR of the highly crystalline polypropylene is more preferably 30 to 1800 g / 10 min, and further preferably 50 to 1500 g / min. The MFR is a value measured under conditions of 230 ° C. and a load of 2.16 kg according to JIS-K7200 (1999).

突起の融解吸熱量(ΔH)は20〜70J/gであるとよい。融解吸熱量(ΔH)は20〜70J/gであることで、シートのカールを抑えつつ、かつ突起のべたつきが抑制されるため、透過側流路材の工程通過性が良好である。   The melting endotherm (ΔH) of the protrusion is preferably 20 to 70 J / g. Since the melting endotherm (ΔH) is 20 to 70 J / g, the sheet-curling and the stickiness of the protrusions are suppressed while suppressing the sheet curling.

突起のΔHは、25〜65J/gであることがより好ましく、30〜60J/gであることが更に好ましい。なお融解吸熱量は、示差走査熱量計(DSC)にて測定される数値である。例えば、パーキンエルマー社製示差走査熱量計DSC−7型を用いて測定し、試料10mgを、昇温速度10℃/分にて20℃から220℃まで昇温し、220℃で10分間保持した後、降温速度10℃/分にて20℃まで降温させる測定において、降温した際に観測される、結晶化に基づく発熱量とすることができる。   The ΔH of the protrusion is more preferably 25 to 65 J / g, and further preferably 30 to 60 J / g. The melting endotherm is a numerical value measured with a differential scanning calorimeter (DSC). For example, measurement was performed using a differential scanning calorimeter DSC-7 manufactured by PerkinElmer, Inc., and 10 mg of a sample was heated from 20 ° C. to 220 ° C. at a temperature rising rate of 10 ° C./min and held at 220 ° C. for 10 minutes. Thereafter, in the measurement of lowering the temperature to 20 ° C. at a temperature lowering rate of 10 ° C./min, the calorific value based on crystallization observed when the temperature is lowered can be obtained.

さらに、突起を構成する組成物には、低結晶性α−オレフィン系ポリマーを含むことが好ましく、その含有量は、突起を構成する組成物中、5〜60重量%であることが好ましい。   Further, the composition constituting the protrusion preferably contains a low crystalline α-olefin polymer, and the content thereof is preferably 5 to 60% by weight in the composition constituting the protrusion.

本発明の低結晶性α−オレフィン系ポリマーとは、非晶性または低結晶性のα−オレフィン系ポリマーであり、例えばアタクチックポリプロピレンや立体規則性が低いアイソタクチックポリプロピレン等の低結晶性ポリプロピレン;エチレンおよび炭素数3〜20のα−オレフィンからなる群から選ばれたエチレン・α−オレフィン共重合体(炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、直鎖状及び分岐状のα−オレフィンが含まれ、具体的には、直鎖状のα−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−へプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1−ドデセン、1−トリデセン、1−テトラデセン、1−ペンタデセン、1−ヘキサデセン、1−ヘプタデセン、1−オクタデセン、1−ノナデセン、1−エイコセン等が例示され、分岐状のα−オレフィンとしては、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、2−エチル−1−ヘキセン、2,2,4−トリメチル−1−ペンテン等が挙げられる);(B−3)市販品として、三井化学株式会社製「タフマー」、住友化学株式会社製「タフセレン」等のプロピレン・オレフィン共重合体等を例示できる。本発明においては、これらのうち1種または2種以上を用いることができる。なかでも低結晶性α−オレフィン系ポリマー(B)としては、高結晶性ポリプロピレンとの良好な相溶性、汎用性、分離膜のカール改善効果等の観点から、低結晶性ポリプロピレンおよびプロピレン・オレフィン共重合体がより好ましい。   The low crystallinity α-olefin polymer of the present invention is an amorphous or low crystallinity α-olefin polymer, for example, low crystalline polypropylene such as atactic polypropylene or isotactic polypropylene having low stereoregularity. An ethylene / α-olefin copolymer selected from the group consisting of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms (as the α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, linear and branched α-olefins); Specifically, examples of the linear α-olefin include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tridecene, 1-tetradecene, 1-pentadecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene 1-nonadecene, 1-eicosene and the like, and examples of the branched α-olefin include 3-methyl-1-butene, 3-methyl-1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 2-ethyl- 1-hexene, 2,2,4-trimethyl-1-pentene and the like); (B-3) Commercially available propylene such as “Tuffmer” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. and “Tufselen” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. -An olefin copolymer etc. can be illustrated. In the present invention, one or more of these can be used. Among them, the low crystalline α-olefin polymer (B) includes low crystalline polypropylene and propylene / olefin copolymer from the viewpoints of good compatibility with high crystalline polypropylene, versatility, and curling improvement effect of the separation membrane. A polymer is more preferred.

本実施形態において、低結晶性α−オレフィン系ポリマー(B)の含有量は、突起を構成する組成物に対して、5〜60重量%であることが好ましい。低結晶性α−オレフィン系ポリマーの含有量を5重量%以上とすることで、突起に柔軟性を付与でき、また高結晶性ポリプロピレンの結晶化速度を遅延させることができ、その結果、シートのカールを抑制できる。一方、低結晶性α−オレフィン系ポリマーの含有量が60重量%を超えると、分離膜のカールを大きく改善できるものの、突起の柔軟性が著しく高くなり、例えば2MPaを超えるような加圧条件で運転すると、突起の圧縮変形量が大きくなり、その結果、流路閉塞によって、分離膜エレメント性能(特に造水性能)が大きく低下する。低結晶性α−オレフィン系ポリマーの含有量は、突起の柔軟性および加圧下における圧縮変形性の点から、10〜55重量%であることがより好ましく、15〜50重量%であることが更に好ましい。   In the present embodiment, the content of the low crystalline α-olefin polymer (B) is preferably 5 to 60% by weight with respect to the composition constituting the protrusions. By setting the content of the low crystalline α-olefin polymer to 5% by weight or more, flexibility can be imparted to the protrusions, and the crystallization speed of the high crystalline polypropylene can be delayed. Curling can be suppressed. On the other hand, when the content of the low crystalline α-olefin polymer exceeds 60% by weight, the curl of the separation membrane can be greatly improved, but the flexibility of the protrusions is remarkably increased, for example, under pressure conditions exceeding 2 MPa. When operated, the amount of compressive deformation of the protrusions increases, and as a result, the separation membrane element performance (especially water production performance) is greatly reduced due to the blockage of the flow path. The content of the low crystalline α-olefin polymer is more preferably from 10 to 55% by weight, and further preferably from 15 to 50% by weight, from the viewpoint of the flexibility of the protrusions and the compressive deformability under pressure. preferable.

本実施形態において、分離膜本体の透過側の面に固着する突起の引張伸度は5%以上であることが好ましい。引張伸度が5%以上である場合、分離膜をロール搬送したり、巻取機に巻き取っても、突起の破損や破壊を抑制でき、高品質な分離膜を得ることができ、またエレメント製造工程において、取扱性が良好となる。引張伸度は7%以上であることがより好ましく、10%以上であることが更に好ましい。また、引張伸度は、高いほど破壊に要するエネルギーが高くなり、靭性の点からは好ましいが、過度に高くすると、定応力下での変形量が大きくなってしまうため、300%以下が好ましく、200%以下がより好ましい。   In this embodiment, it is preferable that the tensile elongation of the protrusions fixed to the permeation side surface of the separation membrane body is 5% or more. When the tensile elongation is 5% or more, even if the separation membrane is rolled or wound on a winder, the protrusion can be prevented from being damaged or broken, and a high-quality separation membrane can be obtained. Handleability is improved in the manufacturing process. The tensile elongation is more preferably 7% or more, still more preferably 10% or more. In addition, the higher the tensile elongation, the higher the energy required for fracture, which is preferable from the viewpoint of toughness. However, if the tensile elongation is excessively high, the amount of deformation under a constant stress increases, so 300% or less is preferable. 200% or less is more preferable.

本実施形態において、突起の引張弾性率は0.2〜2.0GPaであることが好ましい。引張弾性率を0.2GPa以上とすることで、分離膜エレメントを2.0MPaを超えるような加圧条件下で運転しても、突起の圧縮変形量を抑制でき、その結果、造水性能の低下を抑制できる。引張弾性率は、0.25GPa以上であることがより好ましく、0.30GPa以上であることが更に好ましい。引張弾性率は高ければ高いほど、加圧運転時の突起の圧縮変形量を抑制できるが、実質的に2.0GPa以上を達成することは困難である。   In the present embodiment, the tensile elastic modulus of the protrusion is preferably 0.2 to 2.0 GPa. By setting the tensile elastic modulus to 0.2 GPa or more, even when the separation membrane element is operated under a pressure condition exceeding 2.0 MPa, the amount of compressive deformation of the protrusions can be suppressed. Reduction can be suppressed. The tensile elastic modulus is more preferably 0.25 GPa or more, and further preferably 0.30 GPa or more. The higher the tensile elastic modulus, the more the amount of compressive deformation of the protrusions during the pressurizing operation can be suppressed, but it is difficult to substantially achieve 2.0 GPa or more.

<突起の形状および配置>
<<概要>>
従来広く用いられているトリコットは編み物であり、立体的に交差した糸で構成されている。つまり、トリコットは、二次元的に連続した構造を有している。このようなトリコットが透過側流路材として適用された場合、流路の高さはトリコットの厚みよりも小さくなる。すなわち、溝とならない割合が多い構造である。
<Shape and arrangement of protrusions>
<< Overview >>
A tricot that has been widely used in the past is a knitted fabric, and is composed of three-dimensionally intersecting yarns. That is, the tricot has a two-dimensionally continuous structure. When such a tricot is applied as a permeate-side channel material, the height of the channel is smaller than the thickness of the tricot. That is, it is a structure with many ratios which do not become a groove.

これに対して、本発明の構成の例として、図2等に示す突起3が、シート13に配置されている。よって、本実施形態の突起3の高さ(つまり厚み)が流路の溝の高さとして活用されるため、シートが薄く突起が高いほど、本実施形態の流路材と同じ厚みを有するトリコットが適用された場合よりも、流路(突起3の間の溝やシート13中の表面開孔部)が広く存在するため、流動抵抗はより小さくなる傾向にある。   On the other hand, as an example of the configuration of the present invention, a protrusion 3 shown in FIG. Therefore, since the height (that is, the thickness) of the protrusion 3 of the present embodiment is utilized as the height of the groove of the flow path, the tricot having the same thickness as the flow path material of the present embodiment as the sheet is thinner and the protrusion is higher. Since the flow paths (grooves between the protrusions 3 and the surface opening portions in the sheet 13) are wider than when the is applied, the flow resistance tends to be smaller.

また、各図に示した形態では、不連続な複数の突起3が、1つのシート13上に固着されている。「不連続」とは、複数の流路材が、間隔を置いて設けられている状態である。つまり、1枚の突起3をシート13から剥離すると、互いに分かれた複数の突起3が得られる。これに対して、ネット、トリコットおよびフィルム等の部材は、流路がシート13から分離されても、連続した一体の形状を示す。   In the form shown in each figure, a plurality of discontinuous projections 3 are fixed on one sheet 13. “Discontinuous” is a state in which a plurality of flow path members are provided at intervals. That is, when one protrusion 3 is peeled from the sheet 13, a plurality of protrusions 3 separated from each other are obtained. On the other hand, members such as nets, tricots, and films exhibit a continuous and integral shape even when the flow path is separated from the sheet 13.

不連続な複数の突起3が設けられていることで、分離膜2は、後述の分離膜エレメント100に組み込まれたときに、圧力損失を低く抑えることができる。このような構成の一例として、図2では、突起3は第1方向(シート13の幅方向)においてのみ不連続に形成されおり、図3では第1方向(シート13の幅方向)および第2方向(分離膜の長さ方向)のいずれにおいても不連続に形成されている。   By providing a plurality of discontinuous protrusions 3, the separation membrane 2 can suppress a pressure loss when it is incorporated in a separation membrane element 100 described later. As an example of such a configuration, in FIG. 2, the protrusions 3 are formed discontinuously only in the first direction (the width direction of the sheet 13), and in FIG. 3, the first direction (the width direction of the sheet 13) and the second direction. It is formed discontinuously in any direction (length direction of the separation membrane).

図2および図3において、隣接する突起3の間の空間に、透過側流路5が形成される。   2 and 3, the permeation side flow path 5 is formed in the space between the adjacent protrusions 3.

透過側流路材31は、図2に示す形態では、第1方向において不連続に設けられると共に、第2方向において、シート13の一端から他端まで連続するように設けられる。つまり、図5のように分離膜エレメントにシート13が組み込まれたときに、突起3は、巻囲方向におけるシート13の内側端部から外側端部まで連続するように配置される。巻囲方向の内側とは、分離膜において集水管6に近い側であり、巻囲方向の外側とは、分離膜において集水管6から遠い側である。   In the form shown in FIG. 2, the permeate-side channel material 31 is provided discontinuously in the first direction and is provided so as to continue from one end to the other end of the sheet 13 in the second direction. That is, when the sheet 13 is incorporated into the separation membrane element as shown in FIG. 5, the protrusions 3 are arranged so as to continue from the inner end to the outer end of the sheet 13 in the surrounding direction. The inner side in the winding direction is the side close to the water collection pipe 6 in the separation membrane, and the outer side in the winding direction is the side far from the water collection pipe 6 in the separation membrane.

流路材が「第2方向において連続する」とは、図2のように流路材が途切れることなく設けられている場合と、図3のように、流路材が途切れる箇所はあるが、流路材が実質的に連続している場合の両方を包含する。「実質的に連続する」形態とは、好ましくは、図3に示すように、第2方向における流路材の間隔e(つまり流路材において途切れている部分の長さ)が5mm以下であることを満たす。特に、間隔eは、1mm以下を満たすことがより好ましく、0.5mm以下であることがさらに好ましい。また、第2方向において並ぶ一列の流路材の先頭から最後尾までに含まれる間隔eの合計値が、100mm以下であることが好ましく、30mm以下であることがより好ましく3mm以下であることがさらに好ましい。なお、図2の形態では、間隔eは0(ゼロ)である。
図2のように突起3が第2方向に途切れずに設けられている場合、加圧ろ過時に膜落ち込みが抑制される。膜落ち込みとは、膜が流路に落ち込んで流路を狭めることである。
The passage material is “continuous in the second direction” means that the passage material is provided without interruption as shown in FIG. 2 and the passage material is interrupted as shown in FIG. It includes both cases where the channel material is substantially continuous. In the “substantially continuous” form, preferably, as shown in FIG. 3, the distance e between the flow path members in the second direction (that is, the length of the discontinuous portion in the flow path material) is 5 mm or less. Satisfy that. In particular, the distance e is more preferably 1 mm or less, and further preferably 0.5 mm or less. In addition, the total value of the intervals e included from the beginning to the end of the line of flow path materials arranged in the second direction is preferably 100 mm or less, more preferably 30 mm or less, and more preferably 3 mm or less. Further preferred. In the form of FIG. 2, the interval e is 0 (zero).
When the protrusions 3 are provided without interruption in the second direction as shown in FIG. 2, membrane drop is suppressed during pressure filtration. Membrane sagging is that the membrane falls into the channel and narrows the channel.

図3では、突起3は、第1方向だけでなく第2方向においても不連続に設けられている。つまり、突起3は、長さ方向において間隔をおいて設けられている。ただし、上述したように、突起3が第2方向において実質的に連続していることで、膜落ち込みが抑制される。しかしながら、このように、2つの方向において不連続な突起3が設けられることで、流路材と流体との接触面積が小さくなるので圧力損失が小さくなる。この形態は、透過側流路5が分岐点を備える構成であるとも言い換えられる。つまり、図3の構成において、透過流体は、透過側流路5を流れながら、突起3やシート13によって分けられ、さらに下流で合流することができる。 上述したように、図2では、突起3が、第2方向においてシート13の一端から他端まで連続するように設けられている。また、図3では第2方向において突起3は複数の部分に分割されているが、これらの複数の部分が、シート13の一端から他端まで並ぶように設けられている。   In FIG. 3, the protrusions 3 are discontinuously provided not only in the first direction but also in the second direction. That is, the protrusions 3 are provided at intervals in the length direction. However, as described above, the protrusion 3 is substantially continuous in the second direction, so that the film sagging is suppressed. However, by providing the discontinuous protrusions 3 in the two directions as described above, the contact area between the flow path material and the fluid is reduced, so that the pressure loss is reduced. In other words, this form is a configuration in which the permeation-side flow path 5 includes a branch point. That is, in the configuration of FIG. 3, the permeating fluid is divided by the protrusions 3 and the sheet 13 while flowing through the permeation-side flow path 5, and can further merge downstream. As described above, in FIG. 2, the protrusion 3 is provided so as to continue from one end to the other end of the sheet 13 in the second direction. In FIG. 3, the protrusion 3 is divided into a plurality of portions in the second direction, but these plurality of portions are provided so as to be arranged from one end to the other end of the sheet 13.

流路材が「シートの一端から他端まで設けられている」とは、突起3がシート13の縁まで設けられている形態と、縁近傍において突起3が設けられていない領域がある形態との両方を包含する。つまり、突起3は、透過側の流路を形成できる程度に、第2方向に渡って分布していればよく、シート13において、突起3が設けられない部分があってもよい。例えば、透過側の面において、分離膜と接着された部分(接触部分と言い換えられる。)には、突起3が設けられる必要はない。   The passage material is “provided from one end of the sheet to the other end” means that the protrusion 3 is provided to the edge of the sheet 13 and that there is a region where the protrusion 3 is not provided in the vicinity of the edge. Including both. In other words, the protrusions 3 need only be distributed in the second direction to such an extent that a passage on the transmission side can be formed, and there may be a portion of the sheet 13 where the protrusions 3 are not provided. For example, the protrusion 3 does not need to be provided on a portion (in other words, a contact portion) bonded to the separation membrane on the surface on the transmission side.

<<突起の寸法>>
図2〜図4において、a〜fは下記値を指す。
<< Protrusion dimensions >>
2 to 4, a to f indicate the following values.

a:分離膜2の長さ
b:分離膜2の幅方向における突起3の間隔
c:突起の高さ(突起3とシートの透過側の面22との高低差)
d:突起3の幅
e:分離膜2の長さ方向における上記突起の間隔
f:突起3の長さ
値a、b、c、d、e、fの測定には、例えば、市販の形状測定システムまたはマイクロスコープなどを用いることができる。各値は、1枚の分離膜において30箇所以上で測定を行い、それらの値を総和した値を測定総箇所の数で割って平均値を算出することで求められる。このように、少なくとも30箇所における測定の結果得られる各値が、以下に記載する範囲を満たせばよい。
a: Length of the separation membrane 2 b: Distance between the projections 3 in the width direction of the separation membrane 2 c: Height of the projections (height difference between the projections 3 and the surface 22 on the transmission side of the sheet)
d: Width of the protrusion 3 e: Distance between the protrusions in the length direction of the separation membrane 2 f: Length of the protrusion 3 For measurement of the values a, b, c, d, e, f, for example, commercially available shape measurement A system or a microscope can be used. Each value is obtained by performing measurement at 30 or more locations on one separation membrane, and calculating an average value by dividing the sum of these values by the number of measurement total locations. Thus, each value obtained as a result of the measurement at at least 30 locations should satisfy the range described below.

(分離膜の長さa)
長さaは、第2方向(分離膜の長さ方向)における分離膜2の一端から他端までの距離である。この距離が一定でない場合、1枚の分離膜2において30箇所以上の位置でこの距離を測定し、平均値を求めることで長さaを得ることができる。
(Separation membrane length a)
The length a is a distance from one end of the separation membrane 2 to the other end in the second direction (length direction of the separation membrane). When this distance is not constant, the length a can be obtained by measuring this distance at 30 or more positions in one separation membrane 2 and obtaining an average value.

(分離膜の幅方向における突起3の間隔b)
第1方向(分離膜の幅方向)において隣接する突起3の間隔bは、透過側流路5の幅に相当する。1つの断面において1つの透過側流路5の幅が一定でない場合、つまり隣り合う2つの突起3の側面が平行でない場合は、1つの断面内で、1つの透過側流路5の幅の最大値と最小値の平均値を測定し、その平均値を算出する。図4に示すように、第2方向に垂直な断面において、突起3は上が細く下が太い台形状を示す場合、まず、隣接する2つの突起3の上部間の距離と下部間の距離を測定して、その平均値を算出する。任意の30箇所以上の断面において、隣接する2つの突起3の間隔を測定して、それぞれの断面において平均値を算出する。そして、こうして得られた平均値の相加平均値をさらに算出することで、間隔bが算出される。
(Distance b of the protrusions 3 in the width direction of the separation membrane)
The interval b between the adjacent projections 3 in the first direction (the width direction of the separation membrane) corresponds to the width of the permeation side flow path 5. When the width of one permeation side flow path 5 is not constant in one cross section, that is, when the side surfaces of two adjacent protrusions 3 are not parallel, the maximum width of one permeation side flow path 5 within one cross section The average value of the value and the minimum value is measured, and the average value is calculated. As shown in FIG. 4, in the cross section perpendicular to the second direction, when the protrusion 3 has a trapezoidal shape with a thin top and a thick bottom, first, the distance between the upper parts of the two adjacent protrusions 3 and the distance between the lower parts Measure and calculate the average value. The distance between two adjacent protrusions 3 is measured in any 30 or more cross sections, and an average value is calculated in each cross section. And the space | interval b is calculated by calculating further the arithmetic mean value of the average value obtained in this way.

間隔bが大きくなるにつれて圧力損失が小さくなるものの、膜落ち込みが生じやすくなる。逆に間隔bが小さいほど膜落ち込みが生じにくくなるが、圧力損失は大きくなる。圧力損失を考慮すると、間隔bは0.05mm以上、0.2mm以上、または0.3mm以上であることが好ましい。また、膜落ち込みの抑制という面では、間隔bは5mm以下、3mm以下、2mm以下、または0.8mm以下であることが好ましい。   As the distance b increases, the pressure loss decreases, but the film falls easily. Conversely, the smaller the distance b, the less likely the film will drop, but the greater the pressure loss. Considering the pressure loss, the interval b is preferably 0.05 mm or more, 0.2 mm or more, or 0.3 mm or more. Further, in terms of suppressing film sagging, the interval b is preferably 5 mm or less, 3 mm or less, 2 mm or less, or 0.8 mm or less.

これらの上限および下限は任意に組み合わせられる。例えば、間隔bは、0.05mm 以上5mm以下であることが好ましく、この範囲であれば、膜落ち込みを抑えながら圧力損失を小さくすることができる。間隔bはより好ましくは、0.05mm以上3mm以下であり、0.2mm以上2mm以下であり、さらに好ましくは0.3mm以上0.8mm以下である。   These upper and lower limits can be combined arbitrarily. For example, the interval b is preferably 0.05 mm or more and 5 mm or less, and within this range, the pressure loss can be reduced while suppressing the film sagging. The distance b is more preferably 0.05 mm or more and 3 mm or less, 0.2 mm or more and 2 mm or less, and further preferably 0.3 mm or more and 0.8 mm or less.

(突起の高さc)
高さcとは、突起とシート13の表面との高低差である。図4に示すように、高さcは、第2方向に垂直な断面における、突起3の最も高い部分とシート13の透過側面との高さの差である。すなわち、突起の高さとしては、基材中に含浸している部分の厚みは考慮しない。高さcは、30箇所以上の突起3について高さを測定し、平均して得られる値である。突起の高さcは、同一の平面内における流路材の断面の観察によって得られてもよいし、複数の平面における流路材の断面の観察によって得られてもよい。
(Protrusion height c)
The height c is a difference in height between the protrusion and the surface of the sheet 13. As shown in FIG. 4, the height c is a difference in height between the highest portion of the protrusion 3 and the transmission side surface of the sheet 13 in a cross section perpendicular to the second direction. That is, as the height of the protrusion, the thickness of the portion impregnated in the base material is not considered. The height c is a value obtained by measuring and averaging the heights of 30 or more protrusions 3. The height c of the protrusion may be obtained by observing the cross section of the flow path material in the same plane, or may be obtained by observing the cross sections of the flow path material in a plurality of planes.

高さcは、分離膜エレメントの使用条件および目的などに応じて適宜選択できるが、例えば以下のように設定されてもよい。   The height c can be appropriately selected according to the use conditions and purpose of the separation membrane element, but may be set as follows, for example.

高さcが大きい方が流動抵抗は小さくなる。よって、高さcは0.10mm以上、0.15mm以上または0.20mm以上であることが好ましい。その一方で、高さcが小さい方が、1つの分離膜エレメント当たりに充填される膜の数が多くなる。よって、高さcは、0.45mm以下であることが好ましい。これらの上限および下限は組み合わせ可能であり、例えば、高さcは、0.10mm以上0.45mm以下であることが好ましく、0.15mm以上0.45mm以下であることが好ましく、0.20mm以上0.45mm以下であることがさらに好ましい。   The larger the height c, the smaller the flow resistance. Therefore, the height c is preferably 0.10 mm or more, 0.15 mm or more, or 0.20 mm or more. On the other hand, the smaller the height c, the larger the number of membranes filled per separation membrane element. Therefore, the height c is preferably 0.45 mm or less. These upper and lower limits can be combined. For example, the height c is preferably 0.10 mm or more and 0.45 mm or less, preferably 0.15 mm or more and 0.45 mm or less, and 0.20 mm or more. More preferably, it is 0.45 mm or less.

(分離膜の透過側面への突起の固着)
上述した突起は、分離膜の透過側に直接固着されていてもよい。この場合、シートが不要であるため、シート厚みの分だけ突起を高くすることができ、透過側流路を広げてエレメントの造水性を更に向上させることができる。
(Protrusion sticking to the permeation side of the separation membrane)
The protrusion described above may be directly fixed to the permeation side of the separation membrane. In this case, since the sheet is unnecessary, the protrusion can be increased by the thickness of the sheet, and the permeation side flow path can be widened to further improve the water-forming property of the element.

(流路材の幅d)
突起3の幅dは、次のように測定される。まず、第1方向(分離膜の幅方向)に垂直な1つの断面において、1つの突起3の最大幅と最小幅の平均値を算出する。つまり、図4に示すような上部が細く下部が太い突起3においては、流路材下部の幅と上部の幅を測定し、その平均値を算出する。このような平均値を少なくとも30箇所の断面において算出し、その相加平均を算出することで、1枚の膜当たりの幅dを算出することができる。
(Width d of the channel material)
The width d of the protrusion 3 is measured as follows. First, an average value of the maximum width and the minimum width of one protrusion 3 is calculated in one cross section perpendicular to the first direction (the width direction of the separation membrane). That is, in the projection 3 with a thin upper part and a thick lower part as shown in FIG. 4, the width of the lower part and the upper part of the channel material are measured, and the average value is calculated. By calculating such an average value in at least 30 cross-sections and calculating the arithmetic average thereof, the width d per film can be calculated.

突起3の幅dは、好ましくは0.2mm以上であり、より好ましくは0.3mm以上である。幅dが0.2mm以上であることで、分離膜エレメントの運転時に突起3やシート13に圧力がかかっても、流路材の形状を保持することができ透過側流路が安定的に形成される。幅dは、好ましくは2mm以下であり、より好ましくは1.5mm以下である。幅dが2mm以下であることで、透過側の流路を十分確保することができる。   The width d of the protrusion 3 is preferably 0.2 mm or more, and more preferably 0.3 mm or more. Since the width d is 0.2 mm or more, the shape of the flow path material can be maintained even when pressure is applied to the protrusion 3 or the sheet 13 during operation of the separation membrane element, and the permeate-side flow path is stably formed. Is done. The width d is preferably 2 mm or less, and more preferably 1.5 mm or less. When the width d is 2 mm or less, a sufficient flow path on the permeate side can be secured.

突起3の幅dが第2方向での突起3の間隔bよりも広いことで、流路材にかかる圧力を分散することができる。   When the width d of the protrusion 3 is wider than the interval b of the protrusion 3 in the second direction, the pressure applied to the flow path material can be dispersed.

突起3は、その長さがその幅よりも大きくなるように形成されている。このように長い突起3は「壁状物」とも称される。   The protrusion 3 is formed such that its length is larger than its width. Such a long protrusion 3 is also referred to as a “wall-like object”.

(分離膜の長さ方向における突起の間隔e)
第2方向(分離膜の長さ方向)における突起3の間隔eは、第2方向(分離膜の長さ方向)において隣り合う突起3間の最短距離である。図2に示すように、突起3が第2方向において分離膜2の一端から他端まで(分離膜エレメント内では、巻囲方向の内側端部から外側端部まで)連続して設けられている場合、間隔eは0mmである。また、図3に示すように、突起3が第2方向において途切れている場合、間隔eは、好ましくは5mm以下であり、より好ましくは1mm以下であり、さらに好ましくは0.5mm以下である。間隔eが上記範囲内であることで、膜落ち込みが生じても膜への機械的負荷が小さく、流路閉塞による圧力損失を比較的小さくすることができる。なお、間隔eの下限は、0mmである。
(Distance e between protrusions in the length direction of the separation membrane)
The distance e between the protrusions 3 in the second direction (the length direction of the separation membrane) is the shortest distance between adjacent protrusions 3 in the second direction (the length direction of the separation film). As shown in FIG. 2, the protrusion 3 is provided continuously from one end to the other end of the separation membrane 2 in the second direction (in the separation membrane element, from the inner end to the outer end in the surrounding direction). In this case, the interval e is 0 mm. As shown in FIG. 3, when the protrusion 3 is interrupted in the second direction, the interval e is preferably 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, and further preferably 0.5 mm or less. When the distance e is within the above range, the mechanical load on the film is small even when the film is dropped, and the pressure loss due to the blockage of the flow path can be relatively small. In addition, the minimum of the space | interval e is 0 mm.

(突起の長さf)
突起3の長さfは、分離膜2の長さ方向(つまり第2方向)における突起3の長さである。長さfは、1枚の分離膜2内で、30個以上の突起3の長さを測定し、その平均値を算出することで求められる。突起3の長さfは、分離膜の長さa以下であればよい。突起3の長さfが分離膜の長さaと同等のときは、突起3が分離膜2の巻囲方向内側端部から外側端部へ連続的に設けられていることを指す。長さfは、好ましくは10mm以上であり、より好ましくは20mm以上である。長さfが10mm以上であることで、圧力下でも流路が確保される。
(Projection length f)
The length f of the protrusion 3 is the length of the protrusion 3 in the length direction of the separation membrane 2 (that is, the second direction). The length f is obtained by measuring the length of 30 or more protrusions 3 in one separation membrane 2 and calculating an average value thereof. The length f of the protrusion 3 may be equal to or less than the length a of the separation membrane. When the length f of the protrusion 3 is equal to the length a of the separation membrane, it means that the protrusion 3 is continuously provided from the inner end to the outer end in the winding direction of the separation membrane 2. The length f is preferably 10 mm or more, more preferably 20 mm or more. Since the length f is 10 mm or more, the flow path is secured even under pressure.

(突起の形状)
突起3の形状は特に限定されないが、流路の流動抵抗を少なくし、透過させた際の流路を安定化させるような形状が選択され得る。これらの点で、分離膜の面方向に垂直ないずれかの断面において、突起3の形状は、直柱状や台形状、曲柱状、あるいはそれらの組み合わせでもよい。
(Shape of protrusion)
The shape of the protrusion 3 is not particularly limited, but a shape that reduces the flow resistance of the flow path and stabilizes the flow path when permeated can be selected. In these respects, in any cross section perpendicular to the surface direction of the separation membrane, the shape of the protrusion 3 may be a straight column shape, a trapezoidal shape, a curved column shape, or a combination thereof.

突起3の断面形状が台形の場合、上底の長さと下底の長さとの差が大きすぎると、小さい方に接する膜で加圧ろ過時の膜落込みが生じやすくなる。例えば、流路材の上底の方が下底よりも短い場合、その間の流路においては、上部の幅は下部の幅よりも広い。よって、上の膜が下に向かって落ち込みやすい。そこで、このような落ち込みを抑制するために、流路材の下底の長さに対する上底の長さの比率は0.6以上1.4以下が好ましく、0.8以上1.2以下がさらに好ましい。   When the cross-sectional shape of the protrusion 3 is trapezoidal, if the difference between the length of the upper base and the length of the lower base is too large, membrane drop during pressure filtration is likely to occur at the membrane in contact with the smaller one. For example, when the upper base of the channel material is shorter than the lower base, the upper width of the channel between them is wider than the lower width. Therefore, the upper film tends to drop downward. Therefore, in order to suppress such a drop, the ratio of the length of the upper base to the length of the lower base of the flow path material is preferably 0.6 or more and 1.4 or less, and is 0.8 or more and 1.2 or less. Further preferred.

突起3の形状は、流動抵抗を低減する観点から、後述の分離膜面に対して垂直な直柱状であることが好ましい。また、突起3は、高い箇所ほど幅が小さくなるように形成されていてもよいし、逆に高い箇所ほど幅が広くなるように形成されていてもよいし、分離膜表面からの高さによらず、同じ幅を有するように形成されていてもよい。   From the viewpoint of reducing flow resistance, the shape of the protrusion 3 is preferably a straight column shape perpendicular to the later-described separation membrane surface. Further, the protrusion 3 may be formed so that the width becomes smaller at a higher portion, or conversely, the protrusion 3 may be formed at a height from the surface of the separation membrane. However, it may be formed to have the same width.

ただし、加圧ろ過時の流路材潰れが著しくない範囲であれば、突起3の断面において、その上辺が丸みを帯びていても良い。   However, the upper side may be rounded in the cross section of the protrusion 3 as long as the flow path material is not significantly crushed during pressure filtration.

突起3は熱可塑性樹脂で形成可能である。突起3が熱可塑性樹脂であれば、処理温度および選択する熱可塑性樹脂の種類を変更することで、要求される分離特性や透過性能の条件を満足できるように自由に流路材の形状を調整することができる。   The protrusion 3 can be formed of a thermoplastic resin. If the projection 3 is a thermoplastic resin, the shape of the flow path material can be adjusted freely so that the required separation characteristics and permeation performance conditions can be satisfied by changing the processing temperature and the type of thermoplastic resin to be selected. can do.

また、突起3の分離膜の平面方向における形状は、図2および図3に示すように、全体として直線状であってもよく、その他の形状として、例えば曲線状、鋸歯状、波線状であってもよい。また、これらの形状において、突起3は破線状やドット状であってもよい。流動抵抗を低減する観点からドット状や破線状が好ましいが、流路材が途切れるために加圧ろ過時の膜落ち込みが発生する箇所が多くなるため、用途に応じて適宜設定すれば良い。   Further, the shape of the projection 3 in the planar direction of the separation membrane may be linear as a whole as shown in FIGS. 2 and 3, and other shapes are, for example, curved, sawtooth, and wavy. May be. Further, in these shapes, the protrusion 3 may be a broken line or a dot. From the viewpoint of reducing the flow resistance, a dot shape or a broken line shape is preferable. However, since the flow path material is interrupted, the number of places where film sagging occurs during pressure filtration increases.

また、突起3のシート13の平面方向における形状が直線状である場合、隣り合う流路材は、互いに略平行に配置されていてもよい。「略平行に配置される」とは、例えば、流路材が分離膜上で交差しないこと、隣り合う2つの流路材の長手方向のなす角度が0°以上30°以下であること、上記角度が0°以上15°以下であること、及び上記角度が0°以上5°以下であること等を包含する。   Moreover, when the shape in the planar direction of the sheet | seat 13 of the processus | protrusion 3 is linear shape, the adjacent flow-path material may be arrange | positioned substantially parallel mutually. “Arranged substantially in parallel” means, for example, that the channel material does not intersect on the separation membrane, the angle formed by the longitudinal direction of two adjacent channel materials is 0 ° or more and 30 ° or less, It includes that the angle is from 0 ° to 15 °, and that the angle is from 0 ° to 5 °.

また、突起3の長手方向と集水管6の長手方向との成す角度は、60°以上120°以下であることが好ましく、75°以上105°以下であることがより好ましく、85°以上95°以下であることがさらに好ましい。流路材の長手方向と集水管の長手方向との成す角度が上記範囲であることで、透過水が効率良く集水管に集められる。   The angle formed by the longitudinal direction of the protrusion 3 and the longitudinal direction of the water collecting pipe 6 is preferably 60 ° or more and 120 ° or less, more preferably 75 ° or more and 105 ° or less, and 85 ° or more and 95 °. More preferably, it is as follows. When the angle formed by the longitudinal direction of the flow path material and the longitudinal direction of the water collecting pipe is within the above range, the permeated water is efficiently collected in the water collecting pipe.

流路を安定して形成するには、分離膜エレメントにおいて分離膜が加圧されたときの分離膜の落ち込みを抑制できることが好ましい。そのためには、分離膜と流路材との接触面積が大きいこと、つまり分離膜の面積に対する流路材の面積(分離膜の膜面に対する流路材の投影面積)が大きいことが好ましい。一方で、圧力損失を低減させるには、流路の断面積が広いことが好ましい。流路の断面としては、流路の長手方向に対して垂直な分離膜と流路材との接触面積を大きく確保しつつ、かつ流路の断面積を広く確保するには、流路の断面形状は凹レンズ状であることが好ましい。また、突起3は、巻囲方向に垂直な方向での断面形状において、幅に変化のない直柱状であってもよい。また、分離膜性能に影響を与えない範囲内であれば、突起3は、巻囲方向に垂直な方向での断面形状において、幅に変化があるような台形状の壁状物、楕円柱、楕円錐、四角錐あるいは半球のような形状であってもよい。   In order to stably form the flow path, it is preferable that the separation membrane can be prevented from dropping when the separation membrane is pressurized in the separation membrane element. For this purpose, it is preferable that the contact area between the separation membrane and the channel material is large, that is, the area of the channel material relative to the area of the separation membrane (projected area of the channel material with respect to the membrane surface of the separation membrane) is large. On the other hand, in order to reduce pressure loss, it is preferable that the cross-sectional area of a flow path is wide. In order to ensure a large cross-sectional area of the flow path while ensuring a large contact area between the separation membrane and the flow path material perpendicular to the longitudinal direction of the flow path, The shape is preferably a concave lens. Further, the protrusion 3 may have a straight column shape having no change in width in the cross-sectional shape in the direction perpendicular to the winding direction. In addition, the protrusion 3 has a trapezoidal wall-like object having a change in width, an elliptical column, a cross-sectional shape in a direction perpendicular to the surrounding direction, as long as the separation membrane performance is not affected. The shape may be an elliptical cone, a quadrangular pyramid, or a hemisphere.

突起3の形状は、図2、図3、図4に示す形状に限定されるものではない。シート13に、例えばホットメルト法のように、溶融した材料を固着させることで流路材を配置する場合は、処理温度や選択するホットメルト用樹脂の種類を変更することで、要求される分離特性および透過性能の条件を満足できるように、突起3の形状を自由に調整することができる。   The shape of the protrusion 3 is not limited to the shape shown in FIGS. When the flow path material is arranged by fixing a molten material to the sheet 13 as in, for example, a hot melt method, the required separation can be achieved by changing the processing temperature or the type of hot melt resin to be selected. The shape of the protrusion 3 can be freely adjusted so as to satisfy the conditions of characteristics and transmission performance.

図2では、突起3の平面形状は、長さ方向において直線状である。ただし、突起3は、分離膜2の表面に対して凸であり、かつ分離膜エレメントとしての所望の効果が損なわれない範囲であれば、他の形状に変更可能である。すなわち、流路材(突起)の平面方向における形状は、曲線状および波線状等であってもよい。また、1つの分離膜に含まれる複数の流路材(突起)が、幅および長さの少なくとも一方が互いに異なるように形成されていてもよい。   In FIG. 2, the planar shape of the protrusion 3 is linear in the length direction. However, the protrusion 3 can be changed to another shape as long as it is convex with respect to the surface of the separation membrane 2 and does not impair the desired effect as the separation membrane element. That is, the shape of the channel material (projection) in the planar direction may be a curved shape, a wavy shape, or the like. A plurality of flow path materials (projections) included in one separation membrane may be formed so that at least one of the width and the length is different from each other.

<突起物集団と離間突起物>
図7に示すシートには、透過側の面に突起物として複数の樹脂体が固着されている。複数の樹脂体から成る突起物集団31と離間突起物32とで構成され、離間突起物は、突起物集団の少なくとも一方の、集水管の長手方向端部より外側に配置される。
<Protrusion group and separation protrusion>
In the sheet shown in FIG. 7, a plurality of resin bodies are fixed as protrusions on the surface on the transmission side. The protrusion group 31 is composed of a plurality of resin bodies and the separation protrusions 32, and the separation protrusions are arranged outside the longitudinal end of the water collecting pipe of at least one of the protrusion groups.

突起物集団31とは、実質的に透過側流路を形成する群である。   The protrusion group 31 is a group that substantially forms a permeate-side flow path.

離間突起物32とは突起物集団31よりも、分離膜エレメントの幅方向外側に配置された突起物であり、エレメントの製造工程において、突起物集団の外側に塗布されたリーフ接着剤の外側への広がりを規制するものである。このように離間突起物が配置されることにより、巻囲時のリーフ接着剤の広がりを規制できるため、塗布量を少量にしても十分に封止することが可能になる。さらに、エレメント内部へのリーフ接着剤の広がりを防ぐため、突起物集団および離間側突起物を図8に示すように巻囲方向に連続的に設けることが好ましい。   The separation protrusion 32 is a protrusion disposed outside the protrusion group 31 in the width direction of the separation membrane element, and in the element manufacturing process, to the outside of the leaf adhesive applied to the outside of the protrusion group. It regulates the spread of By disposing the separating protrusions in this way, it is possible to regulate the spread of the leaf adhesive at the time of winding, so that it is possible to sufficiently seal even if the application amount is small. Furthermore, in order to prevent the leaf adhesive from spreading into the element, it is preferable that the projection group and the separation-side projection are continuously provided in the surrounding direction as shown in FIG.

離間突起物32および突起物集団31は複数配置されてもよく、または単数でもよい。離間突起物の幅や高さ、形状は突起物集団の突起物集団における突起物と同等でもよく、または異なる形態であってもよい。   A plurality of the spaced protrusions 32 and the protrusion collectives 31 may be arranged, or may be singular. The width, height, and shape of the separation protrusions may be the same as or different from the protrusions in the protrusion group of the protrusion group.

突起物集団における突起物の幅は、0.05mm以上5mm以下であることが好ましい。突起物の幅が0.05mm以上であることで突起物として好適な強度を得ることができる。幅突起物の幅が5mm以下であることで、流路となる溝について、充分な幅を確保することが容易となる。その結果、透過側の流動抵抗を低く抑えることができる。また、突起物の幅は、0.2mm以上または0.4mm以上であることが好ましい。   The width of the protrusions in the protrusion group is preferably 0.05 mm or more and 5 mm or less. The intensity | strength suitable as a protrusion can be acquired because the width | variety of a protrusion is 0.05 mm or more. When the width of the width protrusion is 5 mm or less, it becomes easy to secure a sufficient width for the groove serving as the flow path. As a result, the flow resistance on the permeate side can be kept low. Moreover, it is preferable that the width | variety of a protrusion is 0.2 mm or more or 0.4 mm or more.

突起物集団における突起物の間隔51が0.1mm以上1.0mm以下であることが好ましい。0.1mm未満だと流路材としての効果が発揮されず十分な造水量が得られず、1.0mmを超えると膜の落ち込みによる流路潰れが生じ、十分な造水量が得られなくなる。なお、突起物集団における突起物の間隔51とは、第2方向(分離膜の長さ方向)において隣り合う突起物間の最短距離である。   It is preferable that the protrusion interval 51 in the protrusion group is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. If it is less than 0.1 mm, the effect as a channel material is not exhibited and a sufficient amount of water is not obtained, and if it exceeds 1.0 mm, the channel is crushed due to falling of the membrane, and a sufficient amount of water is not obtained. The protrusion interval 51 in the protrusion group is the shortest distance between adjacent protrusions in the second direction (the length direction of the separation membrane).

突起物集団と離間突起物の水管の長手方向における間隔51は10mm以上50mm以下であることが好ましい。エレメントを作製する際、巻回の段階で突起物集団と離間突起物の間に接着剤を塗布するが、離間突起物の存在により接着剤漏れを防ぎ、少量の接着剤で十分な接着効果を得ることができる。10mm未満だと巻回の際に十分な接着力を発揮できず、50mmを超えると分離膜エレメント形成後に接着剤が塗布されていない領域、すなわち、加圧ろ過が有効に機能する領域(有効膜面積)が確保されず、十分な造水量が得られなくなる。   It is preferable that the distance 51 in the longitudinal direction of the water tube between the projection group and the separation projection is 10 mm or more and 50 mm or less. When making an element, an adhesive is applied between the projections and the separation protrusions at the winding stage, but the presence of the separation protrusions prevents adhesive leakage, and a small amount of adhesive provides a sufficient adhesion effect. Can be obtained. If it is less than 10 mm, sufficient adhesive force cannot be exhibited during winding, and if it exceeds 50 mm, an area where the adhesive is not applied after forming the separation membrane element, that is, an area where pressure filtration functions effectively (effective membrane) Area) is not secured, and a sufficient amount of fresh water cannot be obtained.

離間突起物の高さ、および前記突起物集団の高さは0.1mm以上1.0mm以下であることが好ましい。0.1mm未満だと流路が狭くなることで十分な造水量が得られなくなり、1.0mmを超えるとエレメントに充填する膜の枚数が減少し、十分な造水量が得られなくなる。離間突起物の高さ、および前記突起物集団の高さは、同等でも異なっていてもよい。   The height of the separation protrusion and the height of the protrusion group are preferably 0.1 mm or more and 1.0 mm or less. If the thickness is less than 0.1 mm, the flow path becomes narrow and a sufficient amount of water cannot be obtained. If the thickness exceeds 1.0 mm, the number of membranes filled in the element decreases, and a sufficient amount of water is not obtained. The height of the separation protrusion and the height of the protrusion group may be the same or different.

(1−3)突起物(透過側流路材)
<概要>
分離膜本体の透過側の面には、基材とは異なる組成を有し、基材の厚さ方向において分離機能層とは逆側に固着することで、透過側流路を形成するように突起物が設けられる。「透過側の流路を形成するように設けられる」とは、分離膜が後述の分離膜エレメントに組み込まれたときに、分離膜本体を透過した透過流体が集水管に到達できるように、突起物が形成されていることを意味する。突起物の構成の詳細は以下のとおりである。
(1-3) Protrusion (permeation side channel material)
<Overview>
The permeation side surface of the separation membrane main body has a composition different from that of the base material, and is adhered to the side opposite to the separation functional layer in the thickness direction of the base material so as to form a permeation side flow path. Protrusions are provided. “Provided so as to form a permeate-side flow path” means that when the separation membrane is incorporated into a separation membrane element described later, the permeated fluid that has permeated the separation membrane main body can reach the water collecting pipe. It means that an object is formed. The details of the configuration of the protrusion are as follows.

<突起物の構成成分>
突起物3は、分離膜本体2とは異なる材料で形成されることが好ましい。異なる材料とは、分離膜本体2で使用される材料とは異なる組成を有する材料を意味する。特に、突起物3の組成は、分離膜本体2のうち、突起物3が形成されている面の組成とは異なることが好ましく、分離膜本体2を形成するいずれの層の組成とも異なることが好ましい。
<Constituent components of protrusion>
The protrusion 3 is preferably formed of a material different from that of the separation membrane body 2. The different material means a material having a composition different from that of the material used in the separation membrane body 2. In particular, the composition of the protrusion 3 is preferably different from the composition of the surface of the separation membrane body 2 on which the protrusion 3 is formed, and may be different from the composition of any layer forming the separation membrane body 2. preferable.

を構成する材料としては特に限定されないが、樹脂が好ましく用いられる。具体的には、耐薬品性の点で、エチレン酢酸ビニル共重合体樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンやオレフィン共重合体などが好ましく、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などのポリマーも選択でき、これらを単独もしくは2種類以上からなる混合物として用いることができる。特に、熱可塑性樹脂は成形が容易であるため、均一な形状の突起物を形成することができる。   Although it does not specifically limit as a material which comprises, Resin is used preferably. Specifically, from the viewpoint of chemical resistance, ethylene vinyl acetate copolymer resins, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and olefin copolymers are preferable, and polymers such as urethane resins and epoxy resins can also be selected. Or it can use as a mixture which consists of two or more types. In particular, since a thermoplastic resin is easy to mold, a projection having a uniform shape can be formed.

〔2.分離膜エレメント〕
(2−1)概要
図6に示すように、分離膜エレメント100は、集水管6と、上述したいずれかの構成を備え、集水管6の周囲に巻回された分離膜1を備える。また、分離膜エレメント100は、図示しない端板等の部材をさらに備える。
[2. Separation membrane element)
(2-1) Overview As shown in FIG. 6, the separation membrane element 100 includes the water collecting pipe 6 and any one of the above-described configurations, and includes the separation membrane 1 wound around the water collecting pipe 6. The separation membrane element 100 further includes a member such as an end plate (not shown).

(2−2)分離膜
<概要>
分離膜1は、集水管6の周囲に巻回されており、幅方向が集水管6の長手方向に沿うように配置される。その結果、分離膜1は、巻囲方向が巻囲方向に沿うように配置される。
(2-2) Separation membrane <Overview>
The separation membrane 1 is wound around the water collecting pipe 6 and is arranged so that the width direction is along the longitudinal direction of the water collecting pipe 6. As a result, the separation membrane 1 is disposed such that the surrounding direction is along the surrounding direction.

よって、壁状物である突起物3は、分離膜1の透過側の面22において、少なくとも集水管6の長手方向に不連続状に配置される。つまり、流路5は、巻囲方向において分離膜の外側端部から内側端部まで連続するように形成される。その結果、透過水が中心パイプへ到達し易く、すなわち流動抵抗が小さくなるので、大きな造水量が得られる。   Accordingly, the protrusions 3 that are wall-like objects are discontinuously arranged at least in the longitudinal direction of the water collecting pipe 6 on the permeation side surface 22 of the separation membrane 1. That is, the flow path 5 is formed to be continuous from the outer end to the inner end of the separation membrane in the surrounding direction. As a result, the permeated water can easily reach the central pipe, that is, the flow resistance is reduced, so that a large amount of fresh water is obtained.

「巻囲方向の内側」及び「巻囲方向の外側」は、図5に示す通りである。つまり、「巻囲方向の内側端部」及び「巻囲方向の外側端部」とはそれぞれ、分離膜1において集水管6に近い方の端部、及び遠い方の端部に該当する。   The “inner side in the surrounding direction” and “outer side in the surrounding direction” are as shown in FIG. That is, the “inner end portion in the surrounding direction” and the “outer end portion in the surrounding direction” correspond to the end portion closer to the water collecting pipe 6 and the far end portion in the separation membrane 1, respectively.

上述したように、突起物は分離膜の縁まで達していなくてもよいので、例えば、巻囲方向における封筒状膜の外側端部、及び集水管長手方向における封筒状膜の端部では、突起物が設けられていなくてもよい。   As described above, since the protrusion does not need to reach the edge of the separation membrane, for example, at the outer end portion of the envelope-like membrane in the winding direction and at the end portion of the envelope-like membrane in the longitudinal direction of the water collecting tube The thing does not need to be provided.

<膜リーフおよび封筒状膜>
図1に示すように、分離膜1は、膜リーフ4(本書において、単に「リーフ」と称することがある。)を形成する。リーフ4において分離膜1は、その供給側の面21が、図示しない供給側流路材を挟んで他の分離膜7の供給側の面71と対向するように、配置される。分離膜リーフ4において、互いに向かい合う分離膜の供給側の面の間には供給側流路が形成される。
<Membrane leaf and envelope membrane>
As shown in FIG. 1, the separation membrane 1 forms a membrane leaf 4 (sometimes simply referred to as “leaf” in this document). In the leaf 4, the separation membrane 1 is disposed so that the supply-side surface 21 faces the supply-side surface 71 of another separation membrane 7 with a supply-side flow path material (not shown) interposed therebetween. In the separation membrane leaf 4, a supply-side flow path is formed between the supply-side surfaces of the separation membranes facing each other.

また、1つのリーフ4において、互いに対向する分離膜1の供給側の面の間は、巻囲方向内側端部(一点鎖線で示す部分)で、折り畳みまたは封止により、閉じている。   In addition, in one leaf 4, the space between the supply-side surfaces of the separation membrane 1 facing each other is closed by folding or sealing at the inner end portion in the winding direction (the portion indicated by the alternate long and short dash line).

分離膜の供給側面が、折り畳まれているのではなく封止されていると、分離膜の端部における撓みが発生しにくい。折り目近傍での撓みの発生が抑制されることで、巻回したときの分離膜間での空隙の発生およびこの空隙によるリークの発生が抑制される。また、折り畳みによって分離膜リーフを形成する場合、リーフが長いほど(つまり元の分離膜が長いほど)分離膜の折りたたみに要する時間は長い。しかし、分離膜の供給側面を、折り畳みでなく封止することで、リーフが長くても製造時間の増大を抑制することができる。   When the supply side surface of the separation membrane is sealed instead of being folded, bending at the end of the separation membrane hardly occurs. By suppressing the occurrence of bending in the vicinity of the crease, the generation of voids between the separation membranes when wound and the occurrence of leakage due to the voids are suppressed. When the separation membrane leaf is formed by folding, the longer the leaf (that is, the longer the original separation membrane), the longer the time required for folding the separation membrane. However, by sealing the supply side surface of the separation membrane instead of folding, an increase in manufacturing time can be suppressed even if the leaf is long.

図1に示すように、複数の膜リーフ4が重ねられる。膜リーフ4が重ねられることで、分離膜1と、分離膜1の透過側の面22に対向する他の膜リーフの分離膜7とが、分離膜対8を形成する。分離膜対は、封筒状膜とも呼ばれる。封筒状膜において、向かい合う透過側の面の間は、透過水が集水管6に流れるように、分離膜の長方形状において、巻囲方向内側の一辺のみにおいて開放され、他の三辺においては封止される(図中に2点鎖線で示す。)。透過水はこの封筒状膜によって原水から隔離される。   As shown in FIG. 1, a plurality of membrane leaves 4 are stacked. By superposing the membrane leaf 4, the separation membrane 1 and the separation membrane 7 of the other membrane leaf facing the permeation side surface 22 of the separation membrane 1 form a separation membrane pair 8. The separation membrane pair is also called an envelope membrane. In the envelope-shaped membrane, between the opposite permeate side surfaces, in the rectangular shape of the separation membrane, only one side inside the winding direction is opened so that the permeate flows to the water collecting pipe 6, and the other three sides are sealed. (Indicated by a two-dot chain line in the figure). The permeate is isolated from the raw water by this envelope membrane.

透過側の面の封止部の形態としては、接着剤(ホットメルト等も含む)などの樹脂による接着、加熱またはレーザなどによる融着、およびゴム製シートが挟みこまれることによる封止等が挙げられる。接着による封止は、最も簡便で効果が高いために特に好ましい。これらの手法は、供給側の面の封止にも適用されてもよい。ただし、透過側の面と供給側の面とで、封止の手法は同じであってもよいし、異なっていてもよい。   As the form of the sealing portion on the surface on the transmission side, there are adhesion by a resin such as an adhesive (including hot melt), fusion by heating or laser, sealing by sandwiching a rubber sheet, etc. Can be mentioned. Sealing by adhesion is particularly preferable because it is the simplest and most effective. These techniques may also be applied to sealing the supply side surface. However, the sealing method may be the same or different between the transmission side surface and the supply side surface.

上述したように、分離膜の供給側面が、折り畳まれているのではなく封止されていることで、分離膜の端部における撓みが発生しにくい。その結果、リークの発生が抑制され、封筒状膜の回収率が向上する。封筒状膜の回収率とは、次のように求められる。すなわち、水中で分離膜エレメントのエアリークテスト(airleak test)を行って、リークが発生した封筒状膜数をカウントする。そのカウント結果に基づいて、(エアリークが発生した封筒状膜の数/評価に供した封筒状膜の数)の比率を、封筒状膜の回収率として算出する。   As described above, since the supply side surface of the separation membrane is sealed rather than folded, bending at the end of the separation membrane hardly occurs. As a result, the occurrence of leak is suppressed and the recovery rate of the envelope-like film is improved. The recovery rate of the envelope-like film is obtained as follows. That is, an air leak test of the separation membrane element is performed in water, and the number of envelope-shaped membranes in which the leak has occurred is counted. Based on the count result, the ratio of (number of envelope films in which air leak has occurred / number of envelope films used for evaluation) is calculated as the recovery rate of the envelope film.

具体的なエアリークテストの方法は、以下のとおりである。分離膜エレメントの中心パイプの端部を封止し、もう一方の端部から空気を注入する。注入された空気は集水管の孔を通過して分離膜の透過側に到達するが、上記のように分離膜の折りたたみが不十分で折り目近傍で撓みが生じるなどの理由によって、透過側の面において、封止部分に空隙が存在すると、空気が分離膜の供給側へ移動する。すると、分離膜エレメントの端部から、つまり供給側の面の間から、水中に空気が漏れる。このときのエアリークを気泡の発生として確認することができる。   A specific air leak test method is as follows. The end of the central pipe of the separation membrane element is sealed, and air is injected from the other end. The injected air passes through the holes of the water collection pipe and reaches the permeation side of the separation membrane. However, as described above, the separation membrane is not sufficiently folded and the surface on the permeation side is bent near the crease. When air gaps exist in the sealed portion, air moves to the separation membrane supply side. Then, air leaks into the water from the end of the separation membrane element, that is, from between the surfaces on the supply side. The air leak at this time can be confirmed as the generation of bubbles.

なお、分離膜リーフおよび封筒状膜において、互いに対向する分離膜(図1における分離膜1および7)は、同じ構成を備えてもよいし、異なる構成を備えてもよい。すなわち、分離膜エレメントにおいて、向かい合う2枚の透過側の面のうち、少なくとも一方に上述の突起物が設けられていればよいので、突起物を備える分離膜と、備えない分離膜とが交互に重ねられていてもよい。ただし、説明の便宜上、分離膜エレメントおよびそれに関係する説明においては、「分離膜」は、突起物を備えない分離膜(たとえば分離膜本体と同じ構成を備える膜)を含む。   In the separation membrane leaf and the envelope membrane, the separation membranes facing each other (separation membranes 1 and 7 in FIG. 1) may have the same configuration or different configurations. That is, in the separation membrane element, it is only necessary that the above-mentioned projection is provided on at least one of the two permeate-side surfaces facing each other, so that the separation membrane having the projection and the separation membrane not having the projection are alternately arranged. It may be piled up. However, for convenience of explanation, in the separation membrane element and the explanation related thereto, the “separation membrane” includes a separation membrane that does not have protrusions (for example, a membrane having the same configuration as the separation membrane main body).

透過側の面において、または供給側の面において、互いに対向する分離膜は、2枚の異なる分離膜であってもよいし、1枚の膜が折りたたまれたものであってもよい。   The separation membranes facing each other on the permeate side surface or the supply side surface may be two different separation membranes, or one membrane folded.

(2−3)集水管の周囲の構造
分離膜エレメントは、集水管2の周囲に巻回された、空隙を有するシートを備えることが好ましい。シートとしては、トリコットおよび上述の基材と同様に、空隙を有する平膜上の部材が好ましい。このシートは、第2の党側 エレメント巻回時に集水管2へ塗布した接着剤が流動し難く、リークの抑制につながり、さらには集水管周辺の流路が安定に確保される。なお、空隙を有するシートは集水管の円周より長く巻回しておけばよい。
(2-3) Structure around the water collecting pipe The separation membrane element preferably includes a sheet having a gap wound around the water collecting pipe 2. As the sheet, like the tricot and the above-described base material, a member on a flat membrane having a void is preferable. In this sheet, the adhesive applied to the water collecting pipe 2 at the time of winding of the second party side element is difficult to flow, leading to suppression of leakage, and further, the flow path around the water collecting pipe is stably secured. In addition, what is necessary is just to wind the sheet | seat which has a space | gap longer than the circumference of a water collection pipe | tube.

(2−4)供給側流路
(流路材)
分離膜エレメント100は、重なり合う分離膜の供給側の面の間に、分離膜1に対する投影面積比が0を超えて1未満となる流路材を備える(図示せず)。供給側流路材の投影面積比は0.03以上0.50以下であることが好ましく、さらに好ましくは0.10以上0.40以下、特に好ましくは、0.15以上0.35以下である。投影面積比が0.03以上0.50以下であることで、流動抵抗が比較的小さく抑えられる。なお、投影面積比とは、分離膜と供給側流路材を5cm×5cmで切り出し、供給側流路材を分離膜の面方向に平行な平面に投影した時に得られる投影面積を切り出し面積で割った値である。
(2-4) Supply side channel (channel material)
The separation membrane element 100 includes a channel material (not shown) having a projected area ratio with respect to the separation membrane 1 exceeding 0 and less than 1 between the surfaces on the supply side of the overlapping separation membranes. The projected area ratio of the supply-side channel material is preferably 0.03 or more and 0.50 or less, more preferably 0.10 or more and 0.40 or less, and particularly preferably 0.15 or more and 0.35 or less. . When the projected area ratio is 0.03 or more and 0.50 or less, the flow resistance can be suppressed to be relatively small. The projected area ratio refers to the projected area obtained when the separation membrane and the supply-side channel material are cut out at 5 cm × 5 cm, and the supply-side channel material is projected onto a plane parallel to the surface direction of the separation membrane. Divided value.

供給側流路材の高さは、後述するように各性能のバランスや運転コストを考慮すると0.5mmを超えて2.0mm以下が好ましく、0.6mm以上1.0mm以下がさらに好ましい。   As will be described later, the height of the supply-side channel material is preferably more than 0.5 mm and not more than 2.0 mm, more preferably not less than 0.6 mm and not more than 1.0 mm, in consideration of the balance of each performance and operation cost.

供給側流路材の形状は特に限定されず、連続形状を有していてもよいし、不連続な形状を有していてもよい。連続形状を有する流路材としては、フィルムおよびネットといった部材が挙げられる。ここで、連続形状とは、実質的に流路材の全範囲において連続であることを意味する。連続形状には、造水量が低下するなどの不具合が生じない程度に、流路材の一部が不連続となる箇所が含まれていても良い。また、「不連続」の定義については、透過側の流路材について説明したとおりである。なお、供給側流路材の素材は特に限定されず、分離膜と同素材であっても異素材であっても良い。   The shape of the supply-side channel material is not particularly limited, and may have a continuous shape or a discontinuous shape. Examples of the channel material having a continuous shape include members such as a film and a net. Here, the continuous shape means that it is continuous over the entire range of the flow path material. The continuous shape may include a portion where a part of the flow path material is discontinuous to such an extent that a problem such as a decrease in the amount of water produced does not occur. The definition of “discontinuity” is as described for the passage-side channel material. The material of the supply side channel material is not particularly limited, and may be the same material as the separation membrane or a different material.

(2−5)集水管
集水管6は、その中を透過水が流れるように構成されていればよく、材質、形状、大きさ等は特に限定されない。集水管6としては、例えば、複数の孔が設けられた側面を有する円筒状の部材が用いられる。
(2-5) Water Collection Pipe The water collection pipe 6 is not particularly limited as long as it is configured so that permeated water flows therethrough. As the water collecting pipe 6, for example, a cylindrical member having a side surface provided with a plurality of holes is used.

(2−6)端板
図6に示すように、分離膜エレメント100は、集水管6の長手方向において、分離膜1の巻回体の両端に装着された端板81および82を備える。端板81は原水が通過可能に形成された原水孔83、および透過水が通過可能に形成された中心孔84を備え、端板82も同様に、原水が通過可能に形成された原水孔85、および透過水が通過可能に形成された中心孔86を備える。
(2-6) End Plate As shown in FIG. 6, the separation membrane element 100 includes end plates 81 and 82 attached to both ends of the wound body of the separation membrane 1 in the longitudinal direction of the water collecting pipe 6. The end plate 81 includes a raw water hole 83 formed to allow raw water to pass therethrough and a center hole 84 formed to allow permeated water to pass therethrough. Similarly, the end plate 82 also forms a raw water hole 85 formed through which raw water can pass. , And a central hole 86 formed to allow permeate to pass therethrough.

図6では、端板81の形状と端板82の形状とは同じであるが、1つのエレメントにおいて、2つの端板の形状は互いに異なっていてもよい。また、図6では、端板81を上流側に、端板82を下流側に配置している。   In FIG. 6, the shape of the end plate 81 and the shape of the end plate 82 are the same, but in one element, the shapes of the two end plates may be different from each other. In FIG. 6, the end plate 81 is disposed on the upstream side, and the end plate 82 is disposed on the downstream side.

複数の分離膜エレメント100が直列に繋がれた状態で使用される場合、原水の供給方向において最上流に位置する分離膜エレメントに、原水孔83を介して原水が供給される。最上流の分離膜エレメントでは、上流側に位置する端板においては、孔84は、設けられないか、またはふさがれている。供給された原水は、巻回体内を通る間に、透過水と濃縮水とに分けられる。   When a plurality of separation membrane elements 100 are used in a state where they are connected in series, the raw water is supplied to the separation membrane element located at the uppermost stream in the raw water supply direction via the raw water holes 83. In the most upstream separation membrane element, the hole 84 is not provided or blocked in the end plate located on the upstream side. The supplied raw water is divided into permeated water and concentrated water while passing through the wound body.

濃縮水は、下流側の端板の原水孔85を通り、さらに下流側のエレメントの原水孔83を通って、下流側エレメントで同様に分離される。   The concentrated water passes through the raw water holes 85 in the downstream end plate, and further passes through the raw water holes 83 in the downstream element, and is similarly separated in the downstream element.

透過水は、エレメント内の集水管6を通り、さらにそのエレメントにおける下流側の端板の中心孔86、次のエレメントの上流側端板の中心孔84を通って、次のエレメントの集水管6に流入する。最終的には、透過水は最下流のエレメントの下流側端板の中心孔86を通って回収される。   The permeated water passes through the water collecting pipe 6 in the element, and further passes through the center hole 86 of the downstream end plate of the element and the center hole 84 of the upstream end plate of the next element, and then passes through the water collecting pipe 6 of the next element. Flow into. Eventually, the permeate is collected through the central hole 86 in the downstream end plate of the most downstream element.

〔3.分離膜エレメントの製造方法〕
(3−1)分離膜本体の製造
分離膜本体の製造方法については上述したが、簡単にまとめると以下のとおりである。
[3. Method for manufacturing separation membrane element]
(3-1) Manufacture of separation membrane body The manufacturing method of the separation membrane body has been described above, but it is summarized as follows.

良溶媒に樹脂を溶解し、得られた樹脂溶液を基材にキャストして純水中に浸漬して多孔性支持層と基材を複合させる。その後、上述したように、多孔性支持層上に分離機能層を形成する。さらに、必要に応じて分離性能、透過性能を高めるべく、塩素、酸、アルカリ、亜硝酸などの化学処理を施し、さらにモノマー等を洗浄し分離膜本体の連続シートを作製する。   The resin is dissolved in a good solvent, and the resulting resin solution is cast on a substrate and immersed in pure water to combine the porous support layer and the substrate. Thereafter, as described above, a separation functional layer is formed on the porous support layer. Furthermore, chemical treatment such as chlorine, acid, alkali, nitrous acid, etc. is performed to enhance separation performance and permeation performance as necessary, and the monomer is washed to produce a continuous sheet of the separation membrane body.

(3−2)突起物(透過側流路材)の配置
分離膜の製造方法は、分離膜本体の透過側の面に、不連続な突起物を設ける工程を備える。この工程は、分離膜製造のどの時点で行われてもよい。例えば、突起物は、基材上に多孔性支持層が形成される前に設けられてもよいし、多孔性支持層が設けられた後であって分離機能層が形成される前に設けられてもよいし、分離機能層が形成された後、上述の化学処理が施される前または後に行われてもよい。
(3-2) Arrangement of Protrusions (Permeation Side Channel Material) The method for manufacturing a separation membrane includes a step of providing discontinuous projections on the permeation side surface of the separation membrane main body. This step may be performed at any time during the manufacture of the separation membrane. For example, the protrusion may be provided before the porous support layer is formed on the base material, or after the porous support layer is provided and before the separation functional layer is formed. Alternatively, after the separation functional layer is formed, it may be performed before or after the above-described chemical treatment is performed.

突起物を配置する方法は、例えば、柔らかな材料を分離膜上に配置する工程と、それを硬化する工程とを備える。具体的には突起物の配置には、紫外線硬化樹脂、化学重合、ホットメルト、乾燥等が利用される。特に、ホットメルトは好ましく用いられ、具体的には、熱により樹脂等の材料を軟化する(つまり熱溶融する)工程、軟化した材料を分離膜上に配置する工程、この材料を冷却により硬化することで分離膜上に固着させる工程を含む。   The method for arranging the protrusions includes, for example, a step of placing a soft material on the separation membrane and a step of curing it. Specifically, ultraviolet curable resin, chemical polymerization, hot melt, drying, or the like is used for the arrangement of the protrusions. In particular, hot melt is preferably used. Specifically, a step of softening a material such as resin by heat (that is, heat melting), a step of placing the softened material on the separation membrane, and curing the material by cooling. A step of fixing on the separation membrane.

突起物を配置する方法としては、例えば、塗布、印刷、噴霧等が挙げられる。また、使用される機材としては、ノズル型のホットメルトアプリケーター、スプレー型のホットメルトアプリケーター、フラットノズル型のホットメルトアプリケーター、ロール型コーター、押出型コーター、印刷機、噴霧器などが挙げられる。   Examples of the method for arranging the protrusions include coating, printing, spraying, and the like. Examples of the equipment used include a nozzle type hot melt applicator, a spray type hot melt applicator, a flat nozzle type hot melt applicator, a roll type coater, an extrusion type coater, a printing machine, and a sprayer.

(3−4)分離膜リーフの形成
分離膜リーフは、上述したように、供給側の面が内側を向くように分離膜を折りたたむことで形成することされてもよいし、別々の2枚の分離膜を貼り合わせることで形成されてもよい。
(3-4) Formation of separation membrane leaf As described above, the separation membrane leaf may be formed by folding the separation membrane so that the surface on the supply side faces inward, or two separate sheets It may be formed by attaching a separation membrane.

分離膜エレメントの製造方法は、分離膜の巻囲方向における内側端部を、供給側の面において封止する工程を備えることが好ましい。封止する工程においては、2枚の分離膜を、互いの供給側の面が向かい合うように重ねる。さらに、重ねられた分離膜の巻囲方向における内側端部、つまり図5における左側端部を封止する。   It is preferable that the manufacturing method of the separation membrane element includes a step of sealing the inner end portion in the surrounding direction of the separation membrane on the surface on the supply side. In the sealing step, the two separation membranes are overlapped so that the surfaces on the supply side face each other. Furthermore, the inner end in the winding direction of the overlapped separation membrane, that is, the left end in FIG. 5 is sealed.

「封止」する方法としては、接着剤またはホットメルトなどによる接着、加熱またはレーザなどによる融着、およびゴム製シートを挟みこむ方法が挙げられる。接着による封止は、最も簡便で効果が高いために特に好ましい。   Examples of the method of “sealing” include adhesion by an adhesive or hot melt, fusion by heating or laser, and a method of sandwiching a rubber sheet. Sealing by adhesion is particularly preferable because it is the simplest and most effective.

このとき、重ねられた分離膜の内側に、分離膜とは別に形成された供給側流路材を配置してもよい。上述したように、エンボスまたは樹脂塗布等によって分離膜の供給側の面にあらかじめ高低差を設けることで、供給側流路材の配置を省略することもできる。   At this time, a supply-side channel material formed separately from the separation membrane may be disposed inside the overlapped separation membrane. As described above, the arrangement of the supply-side flow path material can be omitted by providing a height difference in advance on the supply-side surface of the separation membrane by embossing or resin coating.

供給側の面の封止と透過側の面の封止(封筒状膜の形成)とは、どちらかが先に行われてもよいし、分離膜を重ねながら、供給側の面の封止と透過側の面の封止とを並行して行ってもよい。ただし、巻回時における分離膜でのシワの発生を抑制するためには、隣り合う分離膜が巻回によって巻囲方向にずれることを許容するように、幅方向端部における接着剤またはホットメルトの固化等、つまり封筒状膜を形成するための固化等を、巻回の終了後に完了させることが好ましい。   Either the supply-side sealing or the permeation-side sealing (envelope-like membrane formation) may be performed first, or the supply-side sealing is performed while stacking separation membranes. And the sealing of the surface on the transmission side may be performed in parallel. However, in order to suppress the generation of wrinkles in the separation membrane during winding, an adhesive or hot melt at the end in the width direction is allowed so that adjacent separation membranes are allowed to shift in the surrounding direction due to winding. It is preferable to complete the solidification or the like, that is, the solidification for forming an envelope-like film, after the winding is completed.

(3−5)封筒状膜の形成
1枚の分離膜を透過側面が内側を向くように折り畳んで貼り合わせることで、または2枚の分離膜を透過側面が内側を向くように重ねて貼り合わせることで、封筒状膜を形成することができる。長方形状の封筒状膜においては、巻囲方向の一端のみが開口するように、他の3辺を封止する。封止は、接着剤またはホットメルト等による接着、熱またはレーザによる融着等により実行できる。
(3-5) Formation of Envelope-shaped Membrane One separation membrane is folded and bonded so that the transmission side faces inward, or two separation membranes are stacked and bonded so that the transmission side faces inward. Thus, an envelope-like film can be formed. In the rectangular envelope film, the other three sides are sealed so that only one end in the surrounding direction opens. Sealing can be performed by bonding with an adhesive or hot melt, or by fusion with heat or laser.

こうして形成された封筒状膜の封止部の形状、構成については上述したとおりである。封止部は特に、透過側流路材が形成された領域よりも、分離膜の外縁寄りに設けられることが好ましい。   The shape and configuration of the sealing portion of the envelope-shaped film thus formed are as described above. In particular, the sealing portion is preferably provided closer to the outer edge of the separation membrane than the region where the permeate-side channel material is formed.

(3−6)分離膜の巻回
分離膜エレメントの製造には、従来のエレメント製作装置を用いることができる。また、エレメント作製方法としては、参考文献(特公昭44−14216、特公平4−11928、特開平11−226366)に記載される方法を用いることができる。詳細には以下の通りである。
(3-6) Winding of separation membrane A conventional element manufacturing apparatus can be used for manufacturing a separation membrane element. In addition, as an element manufacturing method, a method described in a reference (Japanese Patent Publication No. 44-14216, Japanese Patent Publication No. 4-11928, Japanese Patent Laid-Open No. 11-226366) can be used. Details are as follows.

集水管の周囲に分離膜を巻回するときは、分離膜を、リーフの閉じられた端部、つまり封筒状膜の閉口部分が集水管を向くように配置する。このような配置で集水管の周囲に分離膜を巻きつけることで、分離膜をスパイラル状に巻回する。   When the separation membrane is wound around the water collecting pipe, the separation membrane is arranged so that the closed end of the leaf, that is, the closed portion of the envelope-shaped membrane faces the water collecting pipe. By winding the separation membrane around the water collecting pipe in such an arrangement, the separation membrane is wound in a spiral shape.

集水管にトリコットや基材のようなスペーサーを巻回しておくと、エレメント巻回時に集水管へ塗布した接着剤が流動し難く、リークの抑制につながり、さらには集水管周辺の流路が安定に確保される。なお、スペーサーは集水管の円周より長く巻回しておけばよい。   If a spacer such as a tricot or base material is wound around the water collection pipe, the adhesive applied to the water collection pipe will not flow easily when the element is wound, leading to suppression of leakage, and the flow path around the water collection pipe is stable. Secured. The spacer may be wound longer than the circumference of the water collecting pipe.

集水管にトリコットを巻回しておくと、エレメント巻回時に集水管へ塗布した接着剤が流動し難く、リークの抑制につながり、さらには集水管周辺の流路が安定に確保される。なお、トリコットは集水管の円周より長く巻回しておけばよい。   When the tricot is wound around the water collecting pipe, the adhesive applied to the water collecting pipe is difficult to flow when the element is wound, leading to suppression of leakage, and further, the flow path around the water collecting pipe is stably secured. The tricot may be wound longer than the circumference of the water collecting pipe.

(3−7)その他の工程
分離膜エレメントの製造方法は、上述のように形成された分離膜の巻回体の外側に、フィルムおよびフィラメント等をさらに巻きつけることを含んでいてもよいし、集水管の長手方向における分離膜の端を切りそろえるエッジカット、端板の取り付け等のさらなる工程を含んでいてもよい。
(3-7) Other steps The method for producing a separation membrane element may include further winding a film, a filament, and the like around the outer periphery of the wound membrane of the separation membrane formed as described above. Further steps such as edge cutting for aligning the end of the separation membrane in the longitudinal direction of the water collecting pipe, attachment of an end plate, and the like may be included.

〔4.分離膜エレメントの利用〕
分離膜エレメントは、さらに、直列または並列に接続して圧力容器に収納されることで、分離膜モジュールとして使用されてもよい。
[4. (Use of separation membrane element)
The separation membrane element may be further used as a separation membrane module by being connected in series or in parallel and housed in a pressure vessel.

また、上記の分離膜エレメント、モジュールは、それらに流体を供給するポンプや、その流体を前処理する装置などと組み合わせて、流体分離装置を構成することができる。この分離装置を用いることにより、例えば原水を飲料水などの透過水と膜を透過しなかった濃縮水とに分離して、目的にあった水を得ることができる。   In addition, the separation membrane element and module described above can be combined with a pump that supplies fluid to them, a device that pretreats the fluid, and the like to form a fluid separation device. By using this separation device, for example, raw water can be separated into permeated water such as drinking water and concentrated water that has not permeated through the membrane, and water suitable for the purpose can be obtained.

流体分離装置の操作圧力は高い方が除去率は向上するが、運転に必要なエネルギーも増加すること、また、分離膜エレメントの供給流路、透過流路の保持性を考慮すると、膜モジュールに被処理水を透過する際の操作圧力は、0.2MPa以上5MPa以下が好ましい。原水温度は、高くなると塩除去率が低下するが、低くなるにしたがい膜透過流束も減少するので、5℃以上45℃以下が好ましい。また、原水のpHが中性領域にある場合、原水が海水などの高塩濃度の液体であっても、マグネシウムなどのスケールの発生が抑制され、また、膜の劣化も抑制される。   The higher the operating pressure of the fluid separator, the higher the removal rate, but the energy required for operation also increases, and considering the retention of the separation membrane element supply channel and permeation channel, the membrane module The operating pressure when passing through the water to be treated is preferably 0.2 MPa or more and 5 MPa or less. As the raw water temperature increases, the salt removal rate decreases. However, as the raw water temperature decreases, the membrane permeation flux also decreases. Moreover, when the pH of the raw water is in a neutral region, even if the raw water is a high salt concentration liquid such as seawater, the generation of scales such as magnesium is suppressed, and the deterioration of the membrane is also suppressed.

分離膜エレメントによって処理される流体は特に限定されないが、水処理に使用する場合、原水としては、海水、かん水、排水等の500mg/L以上100g/L以下のTDS(Total Dissolved Solids:総溶解固形分)を含有する液状混合物が挙げられる。一般に、TDSは総溶解固形分量を指し、「質量÷体積」で表されるが、1Lを1kgと見なして「重量比」で表されることもある。定義によれば、0.45μmのフィルターで濾過した溶液を39.5〜40.5℃の温度で蒸発させ残留物の重さから算出できるが、より簡便には実用塩分(S)から換算する。   The fluid to be treated by the separation membrane element is not particularly limited, but when used for water treatment, as raw water, TDS (Total Dissolved Solids: total dissolved solids) of 500 mg / L or more and 100 g / L or less such as seawater, brine, drainage, etc. For example). In general, TDS indicates the total dissolved solid content, and is expressed by “mass / volume”, but 1 L may be expressed as 1 kg and may be expressed by “weight ratio”. According to the definition, the solution filtered through a 0.45 μm filter can be calculated from the weight of the residue by evaporating at a temperature of 39.5 to 40.5 ° C., but more simply converted from the practical salt content (S). .

〔5.分離膜エレメントの他の形態〕
<分離膜エレメントの構成>
分離膜エレメントの他の形態について説明する。なお、以下で言及しない構成、並びに製造工程および利用については、上述の事項が適用される。
[5. Other forms of separation membrane element]
<Configuration of separation membrane element>
Another embodiment of the separation membrane element will be described. In addition, the above-mentioned matter is applied about the structure which is not mentioned below, a manufacturing process, and utilization.

本実施形態では、図9に示すように、突起物3が、分離膜とは別のシートに固着していている。つまり、分離膜エレメントは、図9に示すように、分離膜102と;シート13とシート13上に固着した突起物3とを備える透過側流路材14とを備える。   In this embodiment, as shown in FIG. 9, the protrusion 3 is fixed to a sheet different from the separation membrane. That is, as shown in FIG. 9, the separation membrane element includes a separation membrane 102; a permeation-side flow path member 14 including a sheet 13 and a protrusion 3 fixed on the sheet 13.

本実施形態の分離膜エレメントは、透過側流路材を分離膜間に挟み込む工程を備える以外は、図1に示すリーフを備える分離膜エレメントと同様の方法によって製造される。   The separation membrane element of the present embodiment is manufactured by the same method as the separation membrane element including the leaf shown in FIG. 1 except that the separation membrane element includes a step of sandwiching the permeation side channel material between the separation membranes.

<分離膜>
分離膜102は、図1の分離膜1とは異なり、突起物3を備えない。
<Separation membrane>
Unlike the separation membrane 1 in FIG. 1, the separation membrane 102 does not include the protrusion 3.

<透過側流路材>
透過側流路材14は、2枚の分離膜102の透過側の面122の間に配置される。より詳細には、2枚の分離膜102は、透過側流路材14を間に挟んで、図1の分離膜2および分離膜7と同様に、接着(封止)されている。その接着部分の少なくとも一部において、分離膜間に透過側流路材14のシート13が存在することが好ましい。図9では、シート13の大きさと分離膜102の大きさとは同一として示しているが、実際には、シートの方が大きくても良いし、分離膜の方が大きくてもよい。
<Permeate channel material>
The permeate-side channel material 14 is disposed between the permeate-side surfaces 122 of the two separation membranes 102. More specifically, the two separation membranes 102 are bonded (sealed) in the same manner as the separation membrane 2 and the separation membrane 7 in FIG. It is preferable that the sheet 13 of the permeation-side flow path material 14 exists between the separation membranes in at least a part of the adhesion portion. In FIG. 9, the size of the sheet 13 and the size of the separation membrane 102 are shown to be the same, but actually, the sheet may be larger or the separation membrane may be larger.

<シート>
シート13の空隙率は20%以上90%以下であることが好ましく、45%以上80%以下であることが特に好ましい。
<Sheet>
The porosity of the sheet 13 is preferably 20% or more and 90% or less, and particularly preferably 45% or more and 80% or less.

突起物の配置の精度が不十分であると、突起間の溝が閉塞することがある。しかし、シートの空隙率が20%以上であると、透過水はシート13の空隙を通って別の溝に移動することができるので、分離膜エレメントの造水量が大きくなる。さらに、突起物3を構成する樹脂がシート13に適度に含浸できるので、突起物3のシート13からの剥離を抑制できる。また、分離膜間を封止する接着剤がシート13に適度に含浸できるので、供給水の透過側流路への流入を抑制することができる。   If the accuracy of the arrangement of the protrusions is insufficient, the groove between the protrusions may be blocked. However, when the porosity of the sheet is 20% or more, the permeated water can move to another groove through the gap of the sheet 13, and the amount of water produced by the separation membrane element increases. Furthermore, since the resin constituting the protrusion 3 can be appropriately impregnated into the sheet 13, peeling of the protrusion 3 from the sheet 13 can be suppressed. Moreover, since the sheet 13 can be appropriately impregnated with the adhesive that seals between the separation membranes, the supply water can be prevented from flowing into the permeate-side flow path.

また、空隙率が90%以下であることで、突起物3を構成する樹脂がシート13の裏にまで含浸することを抑制できる。シート13の裏にまで樹脂が含浸すると、樹脂の含浸部分とその周りの部分とで、シート13の厚みが不均一になる。また、空隙率が90%以下であることで、リーフ同士を接着する接着剤の広がりを適度に抑制することができる。その結果、有効膜面積を確保することができる。これによって、分離膜エレメントの造水量の低下を抑制できる。   Moreover, it can suppress that resin which comprises the protrusion 3 impregnates to the back of the sheet | seat 13 because a porosity is 90% or less. When the resin is impregnated to the back of the sheet 13, the thickness of the sheet 13 becomes uneven at the resin-impregnated portion and the surrounding portion. Moreover, the breadth of the adhesive agent which adhere | attaches leaves can be moderately suppressed because the porosity is 90% or less. As a result, an effective membrane area can be ensured. Thereby, the fall of the amount of fresh water of a separation membrane element can be suppressed.

ここで、空隙率とは、基材の単位体積当たりの空隙の割合をいう。空隙率は、基材に純水を含ませたときの重量から、基材の乾燥時の重量を差し引いた値を、乾燥時の基材の見かけ体積で除することで、百分率(%)として算出される。 シート13の厚みは0.2mm以下であることが好ましい。2枚の分離膜の透過側の面の間を封止するためには、封止箇所で分離膜間に挟まれたシート13に接着剤が含浸することが好ましい。シート13の厚みが0.2mm以下であると、シート13の厚み方向において全体にわたって接着剤が含浸するので、透過水への供給水の混合を防ぐことができる。ただし、シート13の厚みが0.2mmを超えても、シート13の空隙率が80%以上であれば、分離膜間を接着剤で封止することができる。また、シート13の厚みが0.02mm以上であることで、シート13の強度を確保することができるので、シート13の破損を抑制することができる。   Here, the porosity means the ratio of voids per unit volume of the substrate. The porosity is obtained by dividing the value obtained by subtracting the dry weight of the base material from the weight of the pure water contained in the base material by the apparent volume of the base material at the time of drying. Calculated. The thickness of the sheet 13 is preferably 0.2 mm or less. In order to seal between the permeation side surfaces of the two separation membranes, it is preferable that the sheet 13 sandwiched between the separation membranes at the sealing location is impregnated with an adhesive. When the thickness of the sheet 13 is 0.2 mm or less, the adhesive is impregnated throughout in the thickness direction of the sheet 13, so that it is possible to prevent the supply water from being mixed into the permeated water. However, even if the thickness of the sheet 13 exceeds 0.2 mm, the separation membrane can be sealed with an adhesive if the porosity of the sheet 13 is 80% or more. Moreover, since the intensity | strength of the sheet | seat 13 is securable because the thickness of the sheet | seat 13 is 0.02 mm or more, damage to the sheet | seat 13 can be suppressed.

特に、シート13の厚みが0.02mm以上0.2mm以下であれば、空隙率は20%以上80%以下であることが好ましく、シート13の厚みが0.02mmを超えて0.4mm以下であれば、空隙率は30%以上90%以下であることがより好ましい。   In particular, if the thickness of the sheet 13 is 0.02 mm or more and 0.2 mm or less, the porosity is preferably 20% or more and 80% or less, and the thickness of the sheet 13 is more than 0.02 mm and 0.4 mm or less. If present, the porosity is more preferably 30% or more and 90% or less.

シート13として、具体的には、不織布が好ましく用いられる。シート13としては、例えば、上述の分離膜の基材と同様の素材および構造が適用される。   Specifically, a nonwoven fabric is preferably used as the sheet 13. As the sheet 13, for example, the same material and structure as the base material of the separation membrane described above are applied.

<突起物>
シートに固着した突起物には、図2等を参照して分離膜の基材に固着した突起物について説明した構成(つまり形状、寸法、配置、材質等)が、好ましく適用される。また、本実施形態の透過側流路材は、分離膜上に突起物を設ける場合と同様の方法によって、シートに突起物を設けることで製造される。
<Protrusions>
For the protrusions fixed to the sheet, the configuration (that is, the shape, dimensions, arrangement, material, etc.) described for the protrusions fixed to the base material of the separation membrane with reference to FIG. In addition, the permeation side channel material of the present embodiment is manufactured by providing protrusions on the sheet by the same method as that for providing protrusions on the separation membrane.

突起物の高さcと、シートの厚みH1との関係について説明する。突起物の高さcと、シートの厚みH1と突起物の高さcとの和H0との比(c/H0)は、0.05以上であることが好ましい。これによって、広い流路を確保できるからである。一方で、比(c/H0)が0.7以下であることで、張力を負荷しながら、シートを巻き取った際に、突起物によるシートの破壊や傷を防ぐことができる。これは、比(c/H0)が大きいほど突起物のシートへの負荷が大きく、かつシートの物理的耐久性が小さくなるためである。   The relationship between the height c of the projection and the thickness H1 of the sheet will be described. The ratio (c / H0) of the height c of the protrusions to the sum H0 of the sheet thickness H1 and the height c of the protrusions is preferably 0.05 or more. This is because a wide flow path can be secured. On the other hand, when the ratio (c / H0) is 0.7 or less, the sheet can be prevented from being broken or damaged by the protrusions when the sheet is wound while tension is applied. This is because the larger the ratio (c / H0), the greater the load on the sheet of protrusions and the lower the physical durability of the sheet.

比(c/H0)が0.13以下である場合、シートの空隙率は30%以上90%以下であることが好ましい。また、比(c/H0)が0.13を超え(または0.15以上であって)、かつ0.7以下である場合は、シートの空隙率は20%以上かつ80%以下であることが好ましい。   When the ratio (c / H0) is 0.13 or less, the porosity of the sheet is preferably 30% or more and 90% or less. When the ratio (c / H0) exceeds 0.13 (or 0.15 or more) and is 0.7 or less, the porosity of the sheet is 20% or more and 80% or less. Is preferred.

以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(シートの厚みおよび突起の高さ)
シートの厚みと突起の高さはキーエンス社製高精度形状測定システムKS−1100で測定した。具体的には、突起の高さは、キーエンス社製高精度形状測定システムKS−1100を用い、5cm×5cmの透過側の測定結果から平均の高低差を解析した。10μm以上の高低差のある30箇所を測定し、各高さの値を総和した値を測定総箇所(30箇所)の数で割って求めた値を突起の高さとした。
(Sheet thickness and protrusion height)
The thickness of the sheet and the height of the protrusions were measured with a high-precision shape measurement system KS-1100 manufactured by Keyence Corporation. Specifically, the height of the projections was analyzed for average height difference from the measurement result on the transmission side of 5 cm × 5 cm using a high precision shape measurement system KS-1100 manufactured by Keyence Corporation. Thirty points with a height difference of 10 μm or more were measured, and the value obtained by dividing the sum of the height values by the total number of measurement points (30 points) was taken as the height of the protrusion.

(透過側流路材の突起物の間隔、突起物幅、突起物高さ)
キーエンス社製高精度形状測定システムKS−1100を用い、分離膜の透過側における流路材の頂点から、隣の流路材の頂点までの水平距離を200箇所について測定し、その平均値をピッチとして算出した。
(Protrusion-side channel material spacing, projection width, projection height)
Using a high-precision shape measurement system KS-1100 manufactured by Keyence Corporation, the horizontal distance from the apex of the channel material on the permeate side of the separation membrane to the apex of the adjacent channel material was measured at 200 points, and the average value was pitched. Calculated as

また、間隔b、e、幅d、長さfについては、ピッチを測定した写真において、上述の方法で測定した(図2および図3参照)。   Further, the distances b, e, width d, and length f were measured by the above-described method in the photograph in which the pitch was measured (see FIGS. 2 and 3).

(封止性)
作製した分離膜エレメントについて、集水管の一端から真空ポンプを用いて−100kPaの圧力で真空吸引を行った。真空度90kPa(すなわち、圧力―90kPa)になった段階で、真空ポンプと分離膜エレメントとをつなぐ配管に設けられたコックを閉じてエレメント内部の圧力を保持した。その後、下記基準によって、エレメントのシール性を評価した。25秒後のエレメント真空度が高いものほどシール性が高いことになり、本発明では優および良を合格とした。
良:25秒後のエレメント真空度が50kPa以上
不可:25秒後のエレメント真空度が50kPa以下。
(Sealing property)
About the produced separation membrane element, vacuum suction was performed from the end of the water collection pipe | tube with the pressure of -100 kPa using the vacuum pump. When the degree of vacuum reached 90 kPa (that is, pressure -90 kPa), the cock provided in the pipe connecting the vacuum pump and the separation membrane element was closed to maintain the pressure inside the element. Thereafter, the sealing property of the element was evaluated according to the following criteria. The higher the element vacuum after 25 seconds, the higher the sealing performance. In the present invention, “excellent” and “good” were determined to be acceptable.
Good: Element vacuum after 25 seconds is 50 kPa or higher Impossibility: Element vacuum after 25 seconds is 50 kPa or lower.

上記の評価は、エレメント15本について実施し、最も多く得られた結果を耐久性とした。   The above evaluation was carried out on 15 elements, and the most obtained result was regarded as durability.

(接着剤消費量)
接着剤をタンクに充填させ、ポンプで3g/秒で吐出しながら接着剤を塗布した。タンクにおける塗布前後の重量を測定することで、下記式から使用量を算出した。
接着剤消費量(g)=使用前接着剤重量(g)−使用後接着剤重量(g)
(実施例1)
ポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布(糸径:1デシテックス、厚み:約0.09mm、密度0.80g/cm3)上にポリスルホンの15.0重量%のDMF溶液を180μmの厚みで室温(25℃)にてキャストし、ただちに純水中に浸漬して5分間放置し、80℃の温水で1分間浸漬することによって繊維補強ポリスルホン支持膜からなる、多孔性支持層(厚さ0.13mm)を作製した。
(Adhesive consumption)
The adhesive was applied to the tank while being discharged into the tank at a rate of 3 g / sec. By measuring the weight before and after application in the tank, the amount used was calculated from the following formula.
Adhesive consumption (g) = Adhesive weight before use (g)-Adhesive weight after use (g)
Example 1
A 15.0 wt% DMF solution of polysulfone on a non-woven fabric made of polyethylene terephthalate fibers (yarn diameter: 1 dtex, thickness: about 0.09 mm, density 0.80 g / cm 3) at a thickness of 180 μm at room temperature (25 ° C.) The porous support layer (thickness 0.13 mm) made of a fiber-reinforced polysulfone support membrane was prepared by immediately immersing it in pure water and leaving it for 5 minutes, and then immersing it in warm water at 80 ° C. for 1 minute. .

その後、多孔性支持層ロールを巻き出し、ポリスルホン表面に、m−PDA(メタフェニレンジアミン)の1.9重量%、ε−カプロラクタム4.5重量%水溶液中を塗布し、エアーノズルから窒素を吹き付け支持膜表面から余分な水溶液を取り除いた後、トリメシン酸クロリド0.06重量%を含む25℃のn−デカン溶液を表面が完全に濡れるように塗布した。   Thereafter, the porous support layer roll was unwound, and 1.9% by weight of m-PDA (metaphenylenediamine) and 4.5% by weight of ε-caprolactam were applied to the polysulfone surface, and nitrogen was blown from the air nozzle. After removing the excess aqueous solution from the surface of the support film, an n-decane solution at 25 ° C. containing 0.06% by weight of trimesic acid chloride was applied so that the surface was completely wetted.

その後、膜から余分な溶液をエアーブローで除去し、50℃の熱水で洗浄し分離膜ロールを得た。   Then, the excess solution was removed from the membrane by air blow and washed with hot water at 50 ° C. to obtain a separation membrane roll.

このように得られた分離膜を、分離膜エレメントでの有効膜面積が37.0m2となるように折り畳み断裁加工し、ネット(厚み:0.66mm、ピッチ:5mm×5mm、繊維径:330μm、)を供給側流路材として幅900mmかつリーフ長800mmで26枚のリーフを作製した。   The separation membrane thus obtained was folded and cut so that the effective membrane area at the separation membrane element was 37.0 m 2, and the net (thickness: 0.66 mm, pitch: 5 mm × 5 mm, fiber diameter: 330 μm, ) As a supply-side channel material, 26 leaves having a width of 900 mm and a leaf length of 800 mm were produced.

一方で、離間突起物および突起物集団をシート形成した。すなわち、スリット幅0.35mm、ピッチ0.7mmの櫛形シムを装填したアプリケーターを用いて、バックアップロールを20℃に温度調節しながら、分離膜エレメントとした場合に集水管の長手方向に対して垂直かつ封筒状膜とした場合に巻囲方向の内側端部から外側端部まで集水管の長手方向に対して垂直になるよう直線状に、高結晶性PP(MFR1000g/10分、融点161℃)60重量%と低結晶性α−オレフィン系ポリマー(出光興産株式会社製;低立体規則性ポリプロピレン「L−MODU・S400」(商品名))40重量%からなる組成物ペレットを樹脂温度205℃、走行速度11m/minで直線状に塗布した。離間突起物は、幅方向の両端部に1本づつ設けた。なお、シートは厚み:50μm、目付25g/m2、エンボス不織布(柄:千鳥ダイヤ型、ピッチ20mm)であった。   On the other hand, the separated protrusions and the protrusion group were formed into a sheet. That is, when a separation membrane element is used while adjusting the temperature of a backup roll to 20 ° C. using an applicator loaded with a comb-shaped shim having a slit width of 0.35 mm and a pitch of 0.7 mm, it is perpendicular to the longitudinal direction of the water collecting pipe. In the case of an envelope-like membrane, a highly crystalline PP (MFR 1000 g / 10 min, melting point 161 ° C.) linearly perpendicular to the longitudinal direction of the water collecting pipe from the inner end to the outer end in the surrounding direction. A composition pellet consisting of 60% by weight and 40% by weight of a low crystalline α-olefin polymer (Idemitsu Kosan Co., Ltd .; low stereoregular polypropylene “L-MODU · S400” (trade name)) was obtained at a resin temperature of 205 ° C. It was applied linearly at a running speed of 11 m / min. One spacing protrusion was provided at each end in the width direction. The sheet had a thickness of 50 μm, a basis weight of 25 g / m 2, and an embossed nonwoven fabric (pattern: staggered diamond type, pitch 20 mm).

得られた離間突起物と突起物集団における突起物の形状表1の通りであった。   It was as Table 1 of the shape of the protrusion in the space | interval protrusion obtained and the protrusion group.

得られたリーフの透過側面に透過側流路材を積層し、ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)製集水管(幅:1,020mm、径:30mm、孔数40個×直線状1列)にスパイラル状に巻き付け、外周にさらにフィルムを巻き付けた。テープで固定した後に、エッジカット、端板の取り付けおよびフィラメントワインディングを行うことで、直径が8インチの分離膜エレメントを作製した。なお、端板は両方とも孔付き端板であった。 分離膜エレメントを圧力容器に入れて、濃度1,050mg/L、pH6.5のNaCL水溶液を用い、運転圧力0.7MPa、運転温度25℃、pH6.5で運転(回収率15%)したところ、造水量、脱塩率およびリーフ接着剤の使用量は表1の通りであった。   A permeate-side channel material is laminated on the permeate side surface of the obtained leaf, and is collected on an ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene) water collecting pipe (width: 1,020 mm, diameter: 30 mm, number of holes 40 holes × straight line). The film was wound in a spiral shape, and a film was further wound around the outer periphery. After fixing with tape, edge cutting, end plate attachment, and filament winding were performed to produce a separation membrane element having a diameter of 8 inches. Both end plates were perforated end plates. The separation membrane element was put in a pressure vessel and operated at an operating pressure of 0.7 MPa, an operating temperature of 25 ° C. and a pH of 6.5 using a NaCL aqueous solution having a concentration of 1,050 mg / L and pH 6.5 (recovery rate 15%). Table 1 shows the amount of water produced, the salt rejection, and the amount of leaf adhesive used.

(実施例2〜4)
突起物集団及び離間突起物形状を表1の通りに変更したこと以外は、全て実施例1と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
(Examples 2 to 4)
A separation membrane element was produced in the same manner as in Example 1 except that the projection group and the separated projection shape were changed as shown in Table 1.

封止性およびリーフ接着剤の使用量は表1の通りであった。   The sealing properties and the amount of leaf adhesive used were as shown in Table 1.

(実施例5)
突起物の形状を表1の通りとし、分離膜の透過側に離間突起物および突起物集団を設け、シート状の透過側流路材を配置しなかったこと以外は、全て実施例1と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
(Example 5)
The shape of the projections is as shown in Table 1, all are the same as in Example 1 except that the separation projections and the projection group are provided on the permeation side of the separation membrane, and the sheet-like permeation-side channel material is not disposed. Thus, a separation membrane element was produced.

分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、 封止性およびリーフ接着剤の使用量は表1の通りであった。   When the separation membrane element was put in a pressure vessel and operated under the above conditions to obtain permeated water, the sealing properties and the amount of leaf adhesive used were as shown in Table 1.

(比較例1)
離間突起物を形成させないこと以外は、実施例1と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
(Comparative Example 1)
A separation membrane element was produced in the same manner as in Example 1 except that no separation protrusion was formed.

分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、封止性およびリーフ接着剤の使用量は表1の通りであった。   When the separation membrane element was put in a pressure vessel and operated under the above conditions to obtain permeated water, the sealing properties and the amount of leaf adhesive used were as shown in Table 1.

(比較例2)
突起物集団3と離間突起物の間隔を表1の通りに変更したこと以外は、全て実施例1と同様にして、分離膜エレメントを作製した。
(Comparative Example 2)
A separation membrane element was produced in the same manner as in Example 1 except that the interval between the protrusion group 3 and the separation protrusions was changed as shown in Table 1.

分離膜エレメントを圧力容器に入れて、上述の条件で運転を行って透過水を得たところ、封止性およびリーフ接着剤の使用量は表1の通りであった。   When the separation membrane element was put in a pressure vessel and operated under the above conditions to obtain permeated water, the sealing properties and the amount of leaf adhesive used were as shown in Table 1.

表1に示す結果から明らかなように、本発明の実施例1ないし5の分離膜エレメントは、長時間にわたり運転しても、高い脱塩率を有する充分な量の透過水を得ることができ、優れた分離性能を安定して備えていると言える。   As is apparent from the results shown in Table 1, the separation membrane elements of Examples 1 to 5 of the present invention can obtain a sufficient amount of permeated water having a high desalination rate even when operated for a long time. It can be said that it has excellent separation performance stably.

Figure 2017029912
Figure 2017029912

本発明の膜エレメントは、特に、かん水や海水の脱塩に好適に用いることができる。   The membrane element of the present invention can be suitably used particularly for brine or seawater desalination.

1、7 分離膜
2 分離膜本体
3 突起物
4 分離膜リーフ

51 離間突起物と突起物集団の間隔
6 集水管
8 分離膜対
13 シート
a 分離膜本体の長さ
b 幅方向での流路材間隔
c 突起物の高さ
d 突起物の幅
e 巻囲方向での流路材間隔
f 突起物長さ
21 供給側の面
22 透過側の面
31 集団突起物
32 離間突起物
71 供給側の面
81 端板
82 端板
83、85 原水孔
84、86 中心孔
W0突起物集団の幅
W1 離間突起物と突起物集団の間隔
100 分離膜エレメント
201 基材
202 多孔性支持層
203 分離機能層
1, 7 Separation membrane 2 Separation membrane body 3 Protrusion 4 Separation membrane leaf 5
51 Distance between separation protrusion and protrusion group 6 Water collecting pipe 8 Separation membrane pair 13 Sheet a Length of separation membrane body b Distance between channel members in width direction c Height of projection d Width of projection e Width direction Interval between channel materials at f f Projection length 21 Supply side surface 22 Permeation side surface 31 Collective projection 32 Separation projection 71 Supply side surface 81 End plate 82 End plate 83, 85 Raw water hole 84, 86 Center hole Width of W0 projection group W1 Distance between spaced projections and projection group 100 Separation membrane element 201 Base material 202 Porous support layer 203 Separation functional layer

Claims (3)

集水管と、
供給側の面および透過側の面を有し、前記集水管の周囲に巻回された分離膜と、
前記分離膜の前記透過側の面に設けられた複数の突起物と、を備える分離膜エレメントであって、
前記突起物としては、突起物集団と離間突起物とが設けられ、
前記離間突起物は、前記集水管の長手方向における前記突起物集団の少なくとも一方の端部より外側に配置され、
前記突起物集団における突起物の間隔が0.1mm以上1.0mm以下であり、
前記突起物集団と前記離間突起物との集水管の長手方向における間隔が10mm以上50mm以下である分離膜エレメント。
Water collecting pipe,
A separation membrane having a supply side surface and a permeate side surface and wound around the water collection pipe;
A plurality of protrusions provided on the permeation side surface of the separation membrane, and a separation membrane element comprising:
As the protrusion, a protrusion group and a separation protrusion are provided,
The spaced protrusion is disposed outside at least one end of the protrusion group in the longitudinal direction of the water collecting pipe,
The interval between the protrusions in the protrusion group is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less,
A separation membrane element, wherein a distance between the projection group and the separation projection in the longitudinal direction of the water collecting pipe is 10 mm or more and 50 mm or less.
集水管と、供給側の面および透過側の面を有し、前記集水管の周囲に巻回された分離膜と、
前記分離膜の透過側の面に配置されたシートおよびシートに固着された複数の突起物から構成される透過側流路材と、を備える分離膜エレメントであって、
前記突起物は突起物集団と離間突起物から構成され、
前記離間突起物は、前記集水管の長手方向における前記突起物集団の少なくとも一方の端部より外側に配置され、
前記突起物集団における突起物の間隔が0.1mm以上1.0mm以下であり、
前記突起物集団と前記離間突起物との集水管の長手方向における間隔が10mm以上50mm以下である分離膜エレメント。
A water collecting pipe, a separation membrane having a supply side surface and a permeation side surface and wound around the water collecting pipe;
A separation membrane element comprising: a sheet disposed on a permeation side surface of the separation membrane; and a permeation-side flow path member composed of a plurality of protrusions fixed to the sheet,
The protrusion is composed of a protrusion group and a separation protrusion,
The spaced protrusion is disposed outside at least one end of the protrusion group in the longitudinal direction of the water collecting pipe,
The interval between the protrusions in the protrusion group is 0.1 mm or more and 1.0 mm or less,
A separation membrane element, wherein a distance between the projection group and the separation projection in the longitudinal direction of the water collecting pipe is 10 mm or more and 50 mm or less.
前記離間突起物の高さ、および前記突起物集団の高さが0.1mm以上1.0mm以下である
請求項1〜2のいずれかに記載の分離膜エレメント。
The separation membrane element according to any one of claims 1 to 2, wherein a height of the separation protrusion and a height of the protrusion group are 0.1 mm or more and 1.0 mm or less.
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